有限元模拟对不锈钢弯管弯曲成形加工技术研究的作用

  有限元模拟与其它模拟方法相比，具有精确度高、信息量大的特点。近年来，随着计算机技术和有限元技术的快速发展，大型有限元分析软件的功能性、操作性与稳定性逐步升级，有限元模拟在不锈钢弯管弯曲成形加工的研究中得到了越来越广泛的到应用。有限元软响的工艺参数，求解器能够利用有限元算法解析出成形过程中变化的单元数据，后处理能够将这些单元数据通过三维图形直观地显示出来，动态再现成形过程中的宏观变化、应力应变分布等，因此有限元模拟是一种极为有效和可靠的成形质量预测与规律研究方法。但由于有限元建模时需要对实际问题进行抽象和简化，有限元模型的精度因人而异，建模不合理会导致计算结果不准确、模拟规律与实际不符等问题，因而需要在有限元建模上下功夫，并对模型的有效性进行验证。

 浙江至德钢业有限公司采用PAM-STAMP软件对一平面多弯段的汽车拉杆零件进行了绕弯和压弯两种成形方式的有限元模拟，并研究了弯曲半径、管材壁厚、有无芯轴与防皱模等工艺参数对不锈钢弯管绕弯成形的横截面形变和壁厚减薄率的影响。研究了压力模速度对弯管成形质量的影响，建立了两种有限元模型Shell单元模型和Solid -单元模型，并与实验结果进行了比较，结果表明:两种模型对壁厚变化预测较准确，对于不锈钢弯管外侧应变，Solid模型要好于Shell模型，但是求解时间较长。利用MARC软件研究了椭圆管无模弯曲后的截面变形情况，若满足可接受的屈服强度标准，则认为不锈钢弯管可以不用预成型而直接进行汽车结构件制造的终成形。

  至德钢业对公司生产的不锈钢弯管弯曲成形的特点，提出了工艺参数的优化策略，并且基于ABAQUS/Explicit平台建立有限元模型，采用逐步逼近的方法得到了芯轴球个数和芯轴球间距的最优值，进而运用二元非线性回归分析优化了芯轴伸出量和助推速度。基于ANSYS/LS-DYNA软件平台建立数控不锈钢弯管有限元模型，利用单因子试验与多因子试验相结合的方法，研究了各个工艺参数对各项质量指标的影响规律，结论丰富且富有指导意义。浙江至德钢业有限公司是一家专业生产不锈钢弯管的厂家，公司可提供各种奥氏体及双相不锈钢弯管加工，规格：12mm~630mm，厚度：0.5mm~50mm ，生产工艺主要是冷弯和热煨。