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基于弹性模量变化的管材绕弯截面畸变有限元分析
1
作者 万涛 方军 +3 位作者 欧阳芳 尚文瑄 鲁世强 王克鲁 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期52-59,共8页
为了实现0Cr21Ni6Mn9N高强不锈钢管材精确绕弯成形,建立了考虑弹性模量变化的管材绕弯成形全过程有限元模型,研究了工艺参数对管材绕弯截面畸变的影响,并分析了截面畸变对工艺参数的敏感性。结果表明:考虑弹性模量变化时,截面畸变率的... 为了实现0Cr21Ni6Mn9N高强不锈钢管材精确绕弯成形,建立了考虑弹性模量变化的管材绕弯成形全过程有限元模型,研究了工艺参数对管材绕弯截面畸变的影响,并分析了截面畸变对工艺参数的敏感性。结果表明:考虑弹性模量变化时,截面畸变率的变化趋势与未考虑弹性模量变化时基本一致,但数值较大,且更接近实验结果;截面畸变率随着管材与芯模之间的摩擦因数f_(m)、管材与压力模之间的间隙C_(p)、管材与芯模的间隙C_(m)的增大或管材与压力模之间的摩擦因数f_(p)、芯模伸出量e的减小而增大;截面畸变对e最为敏感,其次依次为f_(m)、C_(m)、f_(p),而对C_(p)最不敏感;最佳工艺参数范围为:f_(p)=0.25~0.40、f_(m)=0.05~0.15、C_(p)=0.075~0.100 mm、C_(m)=0.075~0.150 mm、e=0.5~2.0 mm。 展开更多
关键词 高强不锈钢管 绕弯 截面畸变率 弹性模量 多因素敏感性分析
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材料参数对高强不锈钢管数控绕弯成形失稳起皱的影响 被引量：5
2
作者 戴莉 方军 +3 位作者 程璐 熊梦思 李园 鲁世强 《精密成形工程》 2017年第1期91-95,共5页
目的研究材料参数波动对管材数控绕弯成形失稳起皱的影响规律。方法基于ABAQUS有限元平台,建立了21-6-9高强不锈钢管数控绕弯成形过程三维弹塑性有限元模型,并验证了模型的可靠性;采用该模型模拟分析了材料参数波动对其数控绕弯成形过... 目的研究材料参数波动对管材数控绕弯成形失稳起皱的影响规律。方法基于ABAQUS有限元平台,建立了21-6-9高强不锈钢管数控绕弯成形过程三维弹塑性有限元模型,并验证了模型的可靠性;采用该模型模拟分析了材料参数波动对其数控绕弯成形过程失稳起皱的影响规律。结果随着厚向异性指数、屈服强度的增大或弹性模量、硬化指数的减小,弯管的起皱趋势增大,泊松比和强度系数对弯管起皱趋势的影响较小。结论材料参数对弯管起皱趋势影响的大小依次为:屈服强度、弹性模量、厚向异性指数、硬化指数、强度系数和泊松比。 展开更多
关键词 材料参数 起皱 高强不锈钢管 数控绕弯 有限元模拟
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几何参数对变弹性模量条件下21-6-9管绕弯成形质量的影响 被引量：6
3
作者 欧阳芳 鲁世强 +2 位作者 方军 王克鲁 欧阳德来 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期27-37,共11页
基于ABAQUS有限元分析软件,首先计算和分析了在变弹性模量和常弹性模量条件下的21-6-9高强不锈钢管绕弯成形过程,并将两种情况下的模拟结果与实验结果进行对比验证,发现采用变弹性模量可使截面畸变率和壁厚减薄率的预测精度分别提高31.... 基于ABAQUS有限元分析软件,首先计算和分析了在变弹性模量和常弹性模量条件下的21-6-9高强不锈钢管绕弯成形过程,并将两种情况下的模拟结果与实验结果进行对比验证,发现采用变弹性模量可使截面畸变率和壁厚减薄率的预测精度分别提高31. 8%和11. 8%。然后在变弹性模量条件下研究了几何参数对管材绕弯成形截面畸变和壁厚减薄的影响。结果表明,当弯曲角不大于45°时,截面畸变率曲线和壁厚减薄率曲线均呈抛物线状;当弯曲角大于45°时,截面畸变率从弯曲平面到初始弯曲平面的分布呈先快速增加,后缓慢减小,再缓慢增加,最后急剧减小的特征;壁厚减薄率从弯曲平面到初始弯曲平面的分布呈先急剧增加,后趋于稳定,最后急剧减小的特征。截面畸变率和壁厚减薄率随相对弯曲半径的减小而增加,相对弯曲半径以不小于2. 0为宜;截面畸变率随管材壁厚的减小,直径的增加或直径和壁厚的等比例增加而增加;壁厚减薄率随管材壁厚的增加先增加后减小,随管材直径的增加或直径和壁厚的等比例增加而减小。 展开更多
关键词 21-6-9高强不锈钢管 几何参数 截面畸变 壁厚减薄 有限元模拟
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工艺参数对弹性模量变化条件下高强不锈钢管绕弯回弹行为的影响 被引量：2
4
作者 方军 欧阳芳 +3 位作者 尚文瑄 鲁世强 王克鲁 向军淮 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期137-145,共9页
采用反复加载-卸载拉伸试验获得了高强0Cr21Ni6Mn9N不锈钢管的弹性模量随塑性变形的变化规律,构建了弹性模量与塑性应变之间的函数关系,并嵌入ABAQUS软件中模拟了工艺参数对高强不锈钢管数控绕弯回弹行为的影响,分析了回弹对工艺参数的... 采用反复加载-卸载拉伸试验获得了高强0Cr21Ni6Mn9N不锈钢管的弹性模量随塑性变形的变化规律,构建了弹性模量与塑性应变之间的函数关系,并嵌入ABAQUS软件中模拟了工艺参数对高强不锈钢管数控绕弯回弹行为的影响,分析了回弹对工艺参数的敏感性。结果表明:弹性模量变化和恒定条件下,工艺参数对高强不锈钢管数控绕弯回弹行为的影响的变化趋势相似,只是弹性模量变化条件下的回弹值增大了;回弹角和回弹半径随着芯棒伸出量、弯曲速度、助推速度的增大或管材/芯棒间隙、管材/弯曲模间隙、管材/弯曲模摩擦因数的减小而减小。回弹半径对工艺参数更为敏感,其敏感性大小依次为:管材/弯曲模间隙、管材/弯曲模摩擦因数、助推速度、弯曲速度、芯棒伸出量和管材/芯棒间隙,而回弹角对各工艺参数的敏感性不显著。 展开更多
关键词 高强不锈钢管 回弹 弹性模量 数控绕弯 塑性应变
原文传递
21-6-9高强不锈钢管数控弯曲回弹对材料参数的敏感性 被引量：15
5
作者 方军 鲁世强 +2 位作者 王克鲁 唐金星 姚正军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期136-142,共7页
为了研究材料参数波动对21-6-9高强不锈钢管数控弯曲回弹的影响,结合多因素敏感性分析方法和弯曲-回弹全过程有限元模型,建立了高强不锈钢管弯曲回弹敏感性分析系统模型,并采用该模型研究了高强不锈钢管数控弯曲回弹对材料参数的敏感性... 为了研究材料参数波动对21-6-9高强不锈钢管数控弯曲回弹的影响,结合多因素敏感性分析方法和弯曲-回弹全过程有限元模型,建立了高强不锈钢管弯曲回弹敏感性分析系统模型,并采用该模型研究了高强不锈钢管数控弯曲回弹对材料参数的敏感性。结果表明:回弹半径对材料参数的敏感性大于回弹角对材料参数的敏感性;强度系数是影响高强不锈钢管弯曲回弹最敏感的因素,其次分别为弹性模量、屈服强度、硬化指数和泊松比。通过研究还获得了各材料参数对回弹角和回弹半径的敏感性因子以及当各材料参数的输入值与实际值存在15%的误差时而引起回弹角和回弹半径的相对误差值。研究结果在优化试验方案以及提高弯管回弹预测能力等方面具有重要的作用。 展开更多
关键词 21-6—9高强不锈钢管 材料参数 回弹 敏感性分析 有限元模型
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21-6-9高强不锈钢管数控弯曲回弹的理论计算及有限元分析 被引量：8
6
作者 方军 鲁世强 +3 位作者 王克鲁 许小妹 徐建美 姚正军 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期379-384,共6页
为了研究几何参数和材料参数对回弹的影响,基于弹塑性理论推导了最终弯曲半径和回弹角度的近似计算公式,结合有限元模拟,分析几何参数和材料参数对21-6-9高强不锈钢管材数控弯曲回弹规律的影响,并对理论解析、有限元模拟和试验结果进行... 为了研究几何参数和材料参数对回弹的影响,基于弹塑性理论推导了最终弯曲半径和回弹角度的近似计算公式,结合有限元模拟,分析几何参数和材料参数对21-6-9高强不锈钢管材数控弯曲回弹规律的影响,并对理论解析、有限元模拟和试验结果进行对比。结果表明:最终弯曲半径随着弯曲半径、强度系数的增大或弹性模量、硬化指数的减小而增大,且与弯曲角度无关;回弹角度随着弯曲角度、相对弯曲半径、强度系数的增大或弹性模量、硬化指数的减小而增大;有限元模拟结果和试验结果吻合良好,能够较精确地预测回弹;理论解析与试验结果对比误差较大,但能够反映回弹角的变化趋势。 展开更多
关键词 21—6—9高强不锈钢管 数控弯曲 回弹 理论解析 有限元分析
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工艺参数对21-6-9高强不锈钢管数控弯曲壁厚减薄影响的显著性分析 被引量：8
7
作者 方军 鲁世强 +1 位作者 王克鲁 姚正军 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1233-1238,1277,共7页
为实现21-6-9高强不锈钢管数控弯曲精确成形,提高其成形质量与成形极限,需要对弯曲过程中壁厚减薄进行有效控制。基于ABAQUS/Explicit有限元软件平台,建立了21-6-9高强不锈钢管数控弯曲三维弹塑性有限元模型,并对其可靠性进行了验证。... 为实现21-6-9高强不锈钢管数控弯曲精确成形,提高其成形质量与成形极限,需要对弯曲过程中壁厚减薄进行有效控制。基于ABAQUS/Explicit有限元软件平台,建立了21-6-9高强不锈钢管数控弯曲三维弹塑性有限元模型,并对其可靠性进行了验证。通过有限元模拟和正交试验,研究了工艺参数对21-6-9高强不锈钢管数控弯曲壁厚减薄影响的显著性及规律。结果表明,影响壁厚减薄的显著性工艺参数依次为芯棒伸出量、管材与芯棒间隙、管材与防皱块摩擦因数、管材与芯棒摩擦因数、管材与压块摩擦因数和弯曲速度,其影响规律为:壁厚减薄率随着芯棒伸出量、管材与防皱块摩擦因数、管材与芯棒摩擦因数、管材与压块摩擦因数、弯曲速度的增大或管材与芯棒间隙的减小而增大。采用多元线性回归方法建立了最大壁厚减薄率与显著性工艺参数之间的回归预测模型,经对比验证,回归预测模型结果与正交试验结果之间的相对误差不超过5%。 展开更多
关键词 21-6-9高强不锈钢管 数控弯曲 工艺参数 壁厚减薄 正交试验
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小弯曲半径高强不锈钢管数控绕弯过程应力应变分析 被引量：2
8
作者 尚文瑄 向军淮 +4 位作者 方军 李旻纯 肖伯涛 鲁世强 王克鲁 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期204-212,共9页
为了揭示小弯曲半径高强不锈钢管数控绕弯成形机理,实现精确成形和有效控制的目的,基于ABAQUS有限元平台建立了小弯曲半径21-6-9高强不锈钢管数控绕弯成形全过程三维弹塑性有限元模型;研究了网格尺寸和质量放大因子对有限元模型计算精... 为了揭示小弯曲半径高强不锈钢管数控绕弯成形机理,实现精确成形和有效控制的目的,基于ABAQUS有限元平台建立了小弯曲半径21-6-9高强不锈钢管数控绕弯成形全过程三维弹塑性有限元模型;研究了网格尺寸和质量放大因子对有限元模型计算精度和效率的影响,并从理论和实验方面验证了模型的稳定性和可靠性;分析了小弯曲半径高强不锈钢管数控绕弯全过程应力和应变以及对称平面和典型截面上的应力和应变分布的历史演变规律。获取了合理的网格尺寸和质量放大因子分别为0.6×0.6 mm和3000,以及全过程、对称平面和典型截面上的应力和应变分布规律。 展开更多
关键词 21-6-9高强不锈钢管 小弯曲半径 数控绕弯 应力应变 有限元模拟
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塑性应变对21-6-9高强不锈钢管瞬时弹性模量的影响 被引量：5
9
作者 欧阳芳 鲁世强 +1 位作者 方军 王克鲁 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期203-211,共9页
采用反复加载-卸载拉伸实验,研究了21-6-9高强不锈钢管加载和卸载瞬时弹性模量随塑性应变的变化规律,并通过微观组织观察分析了瞬时弹性模量变化的微观机理。结果表明,加载和卸载瞬时弹性模量均随着塑性应变的增大先迅速下降,然后缓慢下... 采用反复加载-卸载拉伸实验,研究了21-6-9高强不锈钢管加载和卸载瞬时弹性模量随塑性应变的变化规律,并通过微观组织观察分析了瞬时弹性模量变化的微观机理。结果表明,加载和卸载瞬时弹性模量均随着塑性应变的增大先迅速下降,然后缓慢下降,最后趋于稳定,其稳定值相对于初始弹性模量分别降低了20. 5%和22. 2%;分别建立了加载和卸载瞬时弹性模量与塑性应变之间的函数关系;晶界、晶界碳化物、固溶原子以及形变孪晶与位错交互作用使得位错密度不断增加,导致瞬时弹性模量降低;当塑性应变达到一定程度后,位错密度达到饱和状态,使得瞬时弹性模量趋于稳定。 展开更多
关键词 21-6-9高强不锈钢管 反复加载-卸载拉伸实验 塑性应变 瞬时弹性模量
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