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TA18高强钛管具有密度小,比强度高,耐腐蚀及抗蠕变等特点,广泛应用于航空、航天、汽车等工业领域。但TA18高强钛管数控绕弯成形存在成形困难,成形精度低等问题,因此迫切需要发展TA18高强钛管数控绕弯精确成形技术。为此,本文以规格为φ6.35mm×t0.4064mm(管径×壁厚)的TA18高强钛管为对象,采用计算机仿真模拟方法,系统深入的研究TA18高强钛管数控绕弯不均匀变形行为及成形极限,主要取得了以下几方面研究结果。采用ABAQUS数值模拟软件,建立了TA18高强钛管数控绕弯成形有限元模型,解决了建模中的关键技术问题,获得了合理的质量放大因子和网格尺寸,并从能量的角度验证了模型的稳定性,以及采用文献中的实验结果验证了模型的可靠性,为研究TA18高强钛管数控绕弯不均匀变形行为和成形极限奠定了基础。深入分析了TA18高强钛管数控绕弯成形及回弹全过程应力/应变行为,研究发现:在绕弯的初始阶段,管材内外侧的切向应力迅速增大,随着弯曲角度的增加,应力进入了相对稳定的状态,应力云图的位置和形状基本不变,切向压应力和拉应力的最大值位于管材的弯曲平面附近;当弯曲角度到达45°时,管材的最大切向拉应力和最大切向压应力变化不大,管材数控绕弯进入了稳定的塑性变形阶段,且切向拉应力小于切向压应力。切向应变的分布状态与切向应力的分布状态基本相似。抽芯后,弯管的切向应力发生了一定的卸载,回弹后弯管的切向应力发生进一步的卸载,并且外侧切向应力出现反向加载现象,而抽芯和回弹对切向应变的影响不大。对于φ6.35mm×t0.4064mm规格的TA18高强钛管数控绕成形时,必须配置芯棒,且选用圆柱球头式芯棒类型最佳。当弯曲角度β小于45°时,随着β的增加,截面畸变率,壁厚减薄率及增厚率的最大值增大,截面畸变率曲线类似于抛物线;当β大于45°时,随着绕弯的进行,截面畸变率,壁厚减薄率及增厚率的最大值变化不大,其曲线呈现平台特征。增大管材的弯曲半径,可以减小弯管的截面畸变程度、壁厚减薄率和增厚率。在管材直径相同的条件下,随着管材壁厚的减小,截面畸变率、壁厚减薄率以及增厚率都增大。在管材壁厚相同的条件下,随着管材直径的增大,截面畸变率、壁厚减薄率及增厚率都增大。当管材直径和壁厚等比例增加时,截面畸变率和壁厚增厚率增大,壁厚减薄率减小,但当直径和壁厚的尺寸过小,将发生失稳起皱现象。截面畸变率随着芯棒/管材间隙、弯曲模/管材间隙和压块/管材间隙的减小而减小。减小弯曲模/管材间隙、压块/管材间隙或增加芯棒/管材间隙可以减小壁厚减薄率。壁厚增厚率随着弯曲模/管材间隙、芯棒/管材间隙的减小和压块/管材间隙的增大而减小,而防皱块/管材间隙和摩擦系数对截面畸变率和壁厚变化率的影响不大。减小芯棒/管材摩擦系数和弯曲模/管材摩擦系数或增大压块/管材摩擦系数,可以减小管材截面畸变率和壁厚减薄率;增大芯棒/管材摩擦系数和弯曲模/管材摩擦系数或减小压块/管材摩擦系数,可以减小壁厚增厚率。当助推速度小于V0(弯曲模切向速度)时,随着助推速度的减小,截面畸变率和壁厚减薄率增大,壁厚增厚率减小;相反,当助推速度大于等于V0时,随着助推速度的增大,截面畸变率和壁厚减薄率减小,壁厚增厚率增大。随着芯棒伸出量增加,截面畸变程度减小,壁厚减薄率增加,而壁厚增厚率变化不大。随着弹性模量的增大或厚向指数的减小截面畸变率减小,壁厚减薄率和增厚率增加;随着硬化指数的增加截面畸变率减小,壁厚减薄率和壁厚增厚率变化不大;屈服强度对截面畸变、壁厚减薄和壁厚增厚的影响不大。获得了弯曲角度为180°条件下,Φ6.35 mm×t 0.4064mm规格的TA18高强钛管的最小相对弯曲半径R/D=2.5。