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大弯曲半径管材的弯曲成形具有高效、低耗和较高精度等优点,广泛应用于航空、航天及汽车工业领域。大弯曲半径管材弯曲成形,容易出现截面椭圆化、壁厚减薄、失稳、回弹等质量缺陷,导致被加工管材失效。管材截面畸变不但影响管材外观质量而且可能引起横截面积减小,增大流动阻力,直接造成输送流体的压力。大弯曲半径管材的推弯成形主要是利用材料塑性良好特点进行加工的,具有加工工艺简单、可避免材料浪费等优点,但由于推弯过程中受到多因素耦合交互作用,导致大弯曲半径管材在推弯后期会产生失稳、回弹等问题,影响弯管质量。针对失稳问题,本文采用三维有限元数值模拟技术,以大弯曲半径管材推弯成形中发生的壁厚变化、失稳成形极限为研究对象,采用有限元软件ABAQUS对工艺参数和材料参数对管材壁厚变化、失稳极限的影响规律进行了系统研究。该研究对大弯曲半径管材推弯成形技术的发展及成形过程中工艺参数的选取与优化具有重要的理论意义和参考价值。(1)采用有限元软件ABAQUS建立大弯曲半径管材推弯三维有限元模型,分析工艺参数和材料参数对推弯管材壁厚变化的影响规律。主要研究了不同工艺参数对大弯曲半径管材推弯壁厚变化影响规律,得出这些参数的影响规律:随着材料强度系数的不断增大,弯管壁厚减薄率不断减小;随着管材壁厚的增大,弯管壁厚减薄率变化不大;芯棒与管坯间摩擦系数增大,管材壁厚减薄率增大。随着推弯速度增大,壁厚减薄不明显,但材料硬化指数对壁厚影响比较大。在一定的相对位置,芯棒对弯管成形质量几乎没有影响。(2)管件成形极限的研究内容通常包括四种。本文针对其中之一中性层内侧压缩变形区内,受切向压应力作用的薄壁结构部分不致超过失稳起皱的成形极限进行研究。主要研究了不同工艺参数对大弯曲半径管材推弯失稳极限的影响规律,得出影响规律:随着管材相对弯曲半径的增大,管材在弯曲达到其成形极限前推弯轮推弯角弧度不断增大。随着壁厚不断增大其成形极限也会随着增大。随着管材与模具之间间隙不断增大,管材推弯过程中失稳时推弯轮推弯弧度越小。随着助推块助推速度不断增大,管材推弯过程中失稳时推弯轮推弯弧度越变化并不是很大。随着芯棒伸出量不断增大,管材推弯过程中失稳时推弯轮推弯弧度越来越小。