復雜截面型材3D拉彎成形數(shù)值模擬及關鍵技術研究

掌握復雜截面擠壓型材拉彎成形機理，獲取材料性能、結構幾何參數(shù)和成形工藝參數(shù)對成形精度的影響規(guī)律，對型材拉彎的成形性進行準確預測。探求適合工業(yè)生產需求的減小截面畸變和回彈的工藝措施，滿足型材結構件的高精度質量要求，并提供典型零件的成形工藝，對發(fā)展國防飛機工業(yè)及推動汽車輕量化進程具有重要意義。

1．合理確定拉彎成形過程中的工藝參數(shù)；

2．準確預測拉彎零件的回彈量。

實際生產中拉彎模修正量及工藝參數(shù)的確定主要以實際經驗或通過試錯法來解決，即根據(jù)經驗反復調整修模量，改變主拉力、補拉力等工藝參數(shù)。有時還需要多次預拉彎及熱處理，最終成形后還要進行人工校形。這種方法成本高，時間長，形狀精度難以保證。隨著產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)字化設計制造也對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足現(xiàn)代生產的需要。隨著科技的進步，技術的不斷的革新，特別是CAD/CAE技術的不斷發(fā)展，大型的CAD通用軟件為拉彎模具的設計提供了強大的技術支持。在CAD軟件環(huán)境下，可以得到零件的一些有效的幾何信息，例如通過幾何分析功能，可以得到整條曲線的曲率分布及其大小，可以檢查曲面的質量。同時其提供的二次開發(fā)工具為用戶開發(fā)自己專用的CAD系統(tǒng)提供了技術支持。CAE在型材拉彎成形工藝中的應用，使得技術人員可以更直觀的觀察到型材的動態(tài)成形過程，以及每個瞬時材料的應力、應變、位移分布，通過這些基本數(shù)據(jù)，可以得出型材的成形性能，并結合其力能參數(shù)來調整模具的參數(shù)和成形工藝，修改模具的型面，調整回彈量。

CAE技術已經成為型材拉彎成型中十分重要的工具，然而它在實際中的應用卻受到諸多因素的限制。要準確地對拉彎過程進行數(shù)值模擬，就必須精確描述工件材料的力學性能，合理確定邊界條件，同時能準確地處理拉彎中的各種非線性問題；此外，還要求使用者具有一定的理論基礎、掌握相關的軟件知識并對生產工藝有相當?shù)牧私?。其中的任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤都將導致分析的結果和實際情況的偏差。因此，有必要對拉彎機理進行深入的研究，結合CAE技術，確定拉彎工藝參數(shù)對工件成形質量的影響規(guī)律，使成形后的零件具有合理的校形余量，從而提高汽車和飛機拉彎件的質量和加速汽車和飛機拉彎件的國產化進程有著十分重要的意義。

1.能成形空間結構復雜的型材零件

2.

3.具有不同工藝方法相結合的綜合成形特點

4.彎曲精度高，回彈小

因此型材拉彎在飛機、汽車型材彎曲件的生產中得到了非常廣泛的應用。 在飛機生產中，飛機框肋上的緣條、機身前后段、發(fā)動機短倉的長桁等尺寸大的型材彎曲件是組成飛機骨架的關鍵零件，并直接影響到飛機的氣動力外形，形狀精度要求很高。在汽車生產中，拉彎主要用于加工車身結構和保險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度條件下，能減輕車體重量，降低使用成本。拉彎工藝可實現(xiàn)鋁型材的高精度彎曲，但由于拉彎成形中可能會出現(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，非常復雜。

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

《高等學校教材·化工過程數(shù)值模擬及軟件(第2版)》可作為高等學校應用化學、化學及化工類專業(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)從事開發(fā)的工程技術人員參考。