型材是目前生产制造领域不可缺少的材料,影响着我们生活的方方面面。在船体建造中,许多型材得到了广泛应用,型材特别是非对称截面型材对于船体的肋骨建造、框架式结构的设计等提供了有力支持。管材是一种具有特殊截面的型材,因具有中空截面以及质量轻、比强度高、可吸收冲击等一系列优势,在船体上的各个液体运输系统和结构件方面广泛使用。因此,型材弯曲成形的研究对其工业应用具有重要意义。柔性弯曲成形工艺是比较新颖的型材弯曲技术,其原理是使用位置可实时调控的弯曲模具代替传统的固定模具,通过调节和控制模具偏移量来成形不同曲率的型材零件。因此具有通用性强、生产周期短、成本低等优点,很好的满足了客户多曲率、小批量的生产需求。采用数值模拟方法,可以很好的分析型材弯曲时的应力应变情况,帮助判断弯曲趋势,预测和消除成形缺陷等,对于实际的型材弯曲成形具有重要的辅助和指导作用。本文运用有限元软件对管材和球扁钢型材的柔性弯曲成形进行仿真模拟,分析应力应变的同时,进行一系列工艺参数的研究,对相关的成形缺陷进行讨论并提出解决措施。本文的主要研究内容和结论如下:(1)柔性弯曲成形的分析和有限元模型的建立分析了柔性弯曲技术的发展情况、成形原理、弯曲过程和优点;建立了管材和球扁钢型材柔性弯曲成形的有限元模型;讨论了网格单元的选择与划分、材料参数的选定以及边界条件和摩擦等仿真条件的设定。(2)管材弯曲的弯曲力矩和柔性弯曲的模拟结果分析对弯曲管件进行力学分析并推导出弯曲力矩计算公式,公式表明:弯曲力矩与管材的具体尺寸、材料性能和弯曲曲率密切相关。介绍了管材柔性弯曲的实验设备和成形原理,并运用数值模拟对推套作用力和应力应变分布进行分析。结果表明:推套作用力具有良好的稳定性且随着模具偏移量的增加而增大;弯曲管件横截面周向的应力应变分布具有一定的规律性和对称性。(3)管材柔性弯曲的回弹研究对304不锈钢管材柔性弯曲时的回弹问题进行研究,讨论分析了壁厚和弯曲半径对回弹的影响。采取回弹补偿的方法进行解决,并进一步探究不同参数下的补偿量。结果表明:随着壁厚的增加,回弹量迅速减少,之后趋于平缓;随着弯曲半径的增大,回弹量线性增加。采取回弹补偿的方法可以有效解决成形误差问题,进而提高弯曲管件的成形精度。回弹补偿量在不同管材壁厚和弯曲半径下的变化趋势与回弹量相似。(4)球扁钢型材的柔性弯曲成形及相关工艺参数的研究以Q345球扁钢型材为研究对象,分析了其截面特点、弯曲形式和进行柔性弯曲的原理及过程。利用数值模拟研究了成形稳定性、成形件应力应变分布以及相关参数对弯曲曲率的影响。结果表明:球扁钢型材的柔性弯曲过程具有良好的成形稳定性;应力应变分布均匀有规律;弯曲模具偏移量以及导向装置与弯曲模具之间的距离参数l对弯曲曲率均有重要影响。探究了摩擦系数、型材与成形装置的间隙、导向装置等相关参数对成形过程和成形效果的影响。结果表明:摩擦系数的增大,会增加成形阻力和加剧应力集中现象;间隙的存在对弯曲曲率有一定影响;对导向装置进行倒圆角,可有效降低成形阻力和改善型材的应力集中。(5)球扁钢型材旁弯缺陷的研究和消除采用数值模拟方法,对球扁钢型材正弯时的旁弯缺陷进行研究并提出解决方法。结果表明:球扁钢型材截面不对称是旁弯缺陷产生的内在原因;相对弯曲半径对旁弯缺陷的影响较大,随着相对弯曲半径的减小,旁弯量增加;通过调节模具偏移的方法可以有效抑制甚至消除旁弯缺陷。