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镍消磁不锈钢管弯曲精密高效成形应用
发表时间:2018-12-1     阅读次数: 29      字体:【


镍消磁不锈钢管弯曲精密高效成形应用
具有良好的耐蚀性、耐热性和机械特性,SUS304消磁不锈钢管是用途非常广泛的一种铬-镍不锈钢。航空航天、动力机械、石油化工等领域应用广泛。管材弯曲过程中将不可避免地出现回弹问题,消磁不锈钢管回弹是影响成形质量的一个非常顽固的缺陷。回弹问题的有效控制解决,金属管材弯曲精密高效成形的关键。为此,本文以消磁不锈钢管为研究对象,采用一种改变弯曲模具材料的方法来减小管材绕弯后的回弹,主要研究内容如下:对消磁不锈钢管材试样进行单向拉伸试验,获取消磁不锈钢管的真实应力应变曲线和力学性能参数。通过摩擦磨损试验确定模具材料和管材之间的摩擦系数。根据消磁不锈钢管弯曲受力状态,建立力学平衡微分方程,系统分析管材弯曲成形过程应力应变状态;推导管材弯曲回弹角的计算公式。建立消磁不锈钢管弯曲成形和回弹过程的有限元模型。

比较管材在变形体模具和刚性体模具两种不同条件下弯曲成形和回弹过程的应力应变的分布情况。结果表明:变形体弯曲模条件下成形后,消磁不锈钢管内外侧的轴向切应力S22环向切应力S11回弹后管材的内侧应力和应力中性层偏移量都小于刚性体弯曲模条件下成形的结果。管材内侧应变PE33前者大于后者,内侧应变PE22两种条件下分布差距不大。系统研究了几何、工艺和材料参数对弯曲回弹的影响。结果表明:弯曲角随着相对弯曲半径和弯曲角度的增大而增大,回弹角随着壁厚增大出现先减小后增大的趋势。回弹角随着屈服强度的增大而增大。回弹角随着弹性消磁不锈钢管性模量一定的情况下,硬化指数越大,卸载后回弹角越小,强度系数越大,回弹角越大。随着助推块与管材间的间隙的增大,管材的回弹角变化不大。回弹角随着管材与弯曲模间隙增大而增大。随着管材与弯曲模和助推块间摩擦系数的增加回弹角先增大后趋于稳定。弯曲速度和助推速度对回弹的影响不大。通过试验验证本文建立的有限元模型基本正确。经过正交试验可知当改变模具材料时需要重点关注杨氏模量的影响。


 
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