近年來,隨著船舶和石化、燃?xì)獾刃袠I(yè)的發(fā)展,作為液體、氣體的輸送管道的彎管得到了廣泛的應(yīng)用。管材在彎曲時(shí),由于管壁內(nèi)側(cè)和外側(cè)受力性質(zhì)的不同,導(dǎo)致管壁內(nèi)外側(cè)承載壓力不同。彎頭作為管道系統(tǒng)彎曲時(shí)主要的連接件之一,關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行,因此彎頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)十分重要。提高彎頭的成形制造水平和生產(chǎn)率是管件生產(chǎn)企業(yè)加快關(guān)鍵技術(shù)改造步伐的主要內(nèi)容。通過使用ABAQUS有限元仿真軟件的數(shù)值模擬,并結(jié)合試驗(yàn)驗(yàn)證的方法對彎頭的熱推制成形過程進(jìn)行了系統(tǒng)的模擬,根據(jù)模擬結(jié)果提出的成形工藝參數(shù),并分析了這些工藝參數(shù)(如推制溫度、推制速度、摩擦系數(shù))對彎頭成形過程的影響程度。
主要研究的內(nèi)容和結(jié)果如下：1)采用漸開線的變異作為芯棒擴(kuò)徑成形段的中軸線,其主要的設(shè)計(jì)思想是由無限大曲率半徑逐漸減小到矯正段曲率半徑,這樣有利于擴(kuò)徑過程中金屬的流動,使彎頭內(nèi)弧金屬材料能夠充分流向外弧,從而避免了熱推彎頭機(jī)變形彎頭時(shí)彎頭外側(cè)受拉減薄、內(nèi)側(cè)受壓增厚的壁厚不均勻現(xiàn)象,保證了外徑的圓度和壁厚的均勻性。
采用控制變量法對中軸線的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,選取優(yōu)良的設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬。
通過有限元模擬軟件Abaqus并結(jié)合正交試驗(yàn)法對不同工藝參數(shù)下彎頭成形過程進(jìn)行了模擬。模擬結(jié)果表明：推制溫度過高會導(dǎo)致管坯容易起皺,過低會導(dǎo)致開裂
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