摘要:拉弯是制造精密小弯曲半径空心型材的主要工艺方法,其成形过程易出现起皱失稳,难以精确预测和控制。起皱的产生及形态与空心型材几何参数密切相关。基于板壳理论,推导了空心铝型材拉弯成形的起皱能和外力做功函数表达式,结合能量准则建立了空心型材拉弯起皱理论预测模型,并通过实验验证模型的准确性。揭示了空心型材起皱缺陷的产生机理,定量研究了几何参数对起皱极限及形态的影响。结果表明:三种不同弯曲半径下,空心型材起皱数量和高度的理论预测与实验结果吻合较好,最大差异分别为1.2和0.55 mm,相对误差分别为16.93%和11.28%。弯曲成形阶段的外力做功增速大于起皱能增速,且随弯曲时间的增加,外力做功大于起皱能,导致产生起皱失稳。增大型材厚高比和厚宽比,起皱率T/W减小,起皱极限提高,且起皱数量减小,起皱高度增加;增大型材宽高比,起皱率T/W增大,起皱极限和起皱数量减少,起皱高度增加;在型材型腔增添内加强筋可提高起皱极限,但起皱数量增加,起皱高度降低。
文章目录
0 引言
1 拉弯工艺及起皱缺陷评价
1.1 拉弯工艺
1.2 起皱缺陷评价标准
2 基于能量准则的起皱理论预测模型
2.1 能量准则
2.2 壳单元模型
2.3 起皱波函数
2.4 拉弯变形能
2.5 外力做功
2.6 起皱理论预测模型
3 结果与讨论
3.1 起皱预测模型的验证
3.2 起皱产生机理
3.3 型材几何参数对拉弯起皱的影响
3.3.1 型材壁厚■对起皱的影响
3.3.2 型材高度■对起皱的影响
3.3.3 型材宽度■对起皱的影响
3.3.4内加强筋数量对起皱的影响
3.3.5 型材几何参数耦合的影响
4 结论