采用动力显式有限元程序Pam Stamp2000对铝合金矩形管的一种拉弯成形过程进行了模拟,分析了模具最大作用力、管材截面畸变、成形件回弹的变化规律.模拟结果和文献给出的实验结果相当吻合,即模具最大作用力、管材截面畸变均随预拉力的增加而增加,而成形零件的回弹随预拉的增加而减小;相同预拉状况下,增加壁厚有利于减小截面畸变.此外,数值模拟给出了模具对管材作用力及管材夹持端轴向拉伸作用力随模具行程的变化规律,揭示了本文的拉弯实质上是一种非恒定轴向作用力(呈渐增趋势)的拉弯成形方式,这与本文的解析结果高度一致.
为了研究矩形管拉拔成形工艺,采用有限元分析软件Deform-3D建立了铝合金圆形管拉拔成矩形管的有限元分析模型,并对拉拔工艺的整个过程进行了模拟分析,获得了拉拔过程中起皱缺陷的形成机理,为此,经过多次有限元方法(finite element method,FEM)分析,找到了合理过渡矩形管件形状及模孔锥角的最佳范围为10°~12°。根据铝合金矩形管产品对内表面质量无拉痕的要求,进一步调整了相关工艺参数,择优后过渡矩形的长弧边高度为5mm,短弧边高度为3mm,最佳模孔锥角为11°。得到了拉拔力与模孔锥度之间的关系曲线。研究成果对矩形管的实际生产具有指导作用。
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