復(fù)雜截面型材3D拉彎成形數(shù)值模擬及關(guān)鍵技術(shù)研究

掌握復(fù)雜截面擠壓型材拉彎成形機(jī)理，獲取材料性能、結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)和成形工藝參數(shù)對(duì)成形精度的影響規(guī)律，對(duì)型材拉彎的成形性進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。探求適合工業(yè)生產(chǎn)需求的減小截面畸變和回彈的工藝措施，滿(mǎn)足型材結(jié)構(gòu)件的高精度質(zhì)量要求，并提供典型零件的成形工藝，對(duì)發(fā)展國(guó)防飛機(jī)工業(yè)及推動(dòng)汽車(chē)輕量化進(jìn)程具有重要意義。

1．合理確定拉彎成形過(guò)程中的工藝參數(shù)；

2．準(zhǔn)確預(yù)測(cè)拉彎零件的回彈量。

實(shí)際生產(chǎn)中拉彎模修正量及工藝參數(shù)的確定主要以實(shí)際經(jīng)驗(yàn)或通過(guò)試錯(cuò)法來(lái)解決，即根據(jù)經(jīng)驗(yàn)反復(fù)調(diào)整修模量，改變主拉力、補(bǔ)拉力等工藝參數(shù)。有時(shí)還需要多次預(yù)拉彎及熱處理，最終成形后還要進(jìn)行人工校形。這種方法成本高，時(shí)間長(zhǎng)，形狀精度難以保證。隨著產(chǎn)品加工精度要求的日益提高，近/凈成形的要求逐步增加，數(shù)字化設(shè)計(jì)制造也對(duì)拉彎成形工藝提出了新的要求，傳統(tǒng)的拉彎成形工藝已不能滿(mǎn)足現(xiàn)代生產(chǎn)的需要。隨著科技的進(jìn)步，技術(shù)的不斷的革新，特別是CAD/CAE技術(shù)的不斷發(fā)展，大型的CAD通用軟件為拉彎模具的設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。在CAD軟件環(huán)境下，可以得到零件的一些有效的幾何信息，例如通過(guò)幾何分析功能，可以得到整條曲線(xiàn)的曲率分布及其大小，可以檢查曲面的質(zhì)量。同時(shí)其提供的二次開(kāi)發(fā)工具為用戶(hù)開(kāi)發(fā)自己專(zhuān)用的CAD系統(tǒng)提供了技術(shù)支持。CAE在型材拉彎成形工藝中的應(yīng)用，使得技術(shù)人員可以更直觀的觀察到型材的動(dòng)態(tài)成形過(guò)程，以及每個(gè)瞬時(shí)材料的應(yīng)力、應(yīng)變、位移分布，通過(guò)這些基本數(shù)據(jù)，可以得出型材的成形性能，并結(jié)合其力能參數(shù)來(lái)調(diào)整模具的參數(shù)和成形工藝，修改模具的型面，調(diào)整回彈量。

CAE技術(shù)已經(jīng)成為型材拉彎成型中十分重要的工具，然而它在實(shí)際中的應(yīng)用卻受到諸多因素的限制。要準(zhǔn)確地對(duì)拉彎過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，就必須精確描述工件材料的力學(xué)性能，合理確定邊界條件，同時(shí)能準(zhǔn)確地處理拉彎中的各種非線(xiàn)性問(wèn)題；此外，還要求使用者具有一定的理論基礎(chǔ)、掌握相關(guān)的軟件知識(shí)并對(duì)生產(chǎn)工藝有相當(dāng)?shù)牧私?。其中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤都將導(dǎo)致分析的結(jié)果和實(shí)際情況的偏差。因此，有必要對(duì)拉彎?rùn)C(jī)理進(jìn)行深入的研究，結(jié)合CAE技術(shù)，確定拉彎工藝參數(shù)對(duì)工件成形質(zhì)量的影響規(guī)律，使成形后的零件具有合理的校形余量，從而提高汽車(chē)和飛機(jī)拉彎件的質(zhì)量和加速汽車(chē)和飛機(jī)拉彎件的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程有著十分重要的意義。

1.能成形空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜的型材零件

2.

3.具有不同工藝方法相結(jié)合的綜合成形特點(diǎn)

4.彎曲精度高，回彈小

因此型材拉彎在飛機(jī)、汽車(chē)型材彎曲件的生產(chǎn)中得到了非常廣泛的應(yīng)用。 在飛機(jī)生產(chǎn)中，飛機(jī)框肋上的緣條、機(jī)身前后段、發(fā)動(dòng)機(jī)短倉(cāng)的長(zhǎng)桁等尺寸大的型材彎曲件是組成飛機(jī)骨架的關(guān)鍵零件，并直接影響到飛機(jī)的氣動(dòng)力外形，形狀精度要求很高。在汽車(chē)生產(chǎn)中，拉彎主要用于加工車(chē)身結(jié)構(gòu)和保險(xiǎn)杠的中空鋁型材彎曲件，在保持與鋼鐵制件同樣的抗沖擊強(qiáng)度條件下，能減輕車(chē)體重量，降低使用成本。拉彎工藝可實(shí)現(xiàn)鋁型材的高精度彎曲，但由于拉彎成形中可能會(huì)出現(xiàn)壁厚減薄破裂、起皺、截面畸變等成形缺陷，而這些成形缺陷與型材的材料性能、截面形狀及工藝參數(shù)這些因素密切相關(guān)，非常復(fù)雜。

《高等學(xué)校教材·化工過(guò)程數(shù)值模擬及軟件(第2版)》旨在介紹化工過(guò)程模擬的基本概念和方法，提供利用相關(guān)模擬軟件進(jìn)行實(shí)際化工過(guò)程的模擬的步驟和技巧。

《高等學(xué)校教材·化工過(guò)程數(shù)值模擬及軟件(第2版)》可作為高等學(xué)校應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)及化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)本科生和研究生的教材，也可供石油與化工、輕工等行業(yè)從事開(kāi)發(fā)的工程技術(shù)人員參考。