基于ANSYS Workbench的橡皮囊成形过程有限元建模功能模块开发

橡皮囊成形是航空企业中钣金件成形的主要方法之一,经常需要采用有限元软件进行成形过程分析,其中传统有限元建模不仅对技术人员操作水平要求高,而且建模效率低。针对橡皮囊成形有限元建模过程进行了分析,总结归纳出可以自动实现建模的部分,包括几何建模、材料定义和网格划分等,基于ANSYS Workbench软件的DM模块以及DS模块进行二次开发,建立专用的橡皮囊成形分析模块,实现橡皮囊成形有限元模型的快速构建,操作界面友好。应用所开发的模块对某钣金件橡皮囊成形过程进行有限元建模,并与传统有限元建模方法进行对比分析,结果表明,采用所开发的模块建模分析与传统有限元建模方法的模拟结果吻合较好,证明了所开发模块的有效性。

聚氨酯橡胶硬度对薄壁三通管内高压成形的影响

以外径为Φ24 mm、壁厚为1.5 mm、长度为120 mm的H85黄铜管为例,以壁厚增减量不超过30%为合格品作为前提,以生成最大支管胀形高度的橡胶硬度为最佳参数,结合胀形实验和有限元仿真共同分析了60~90 HA范围内7种不同硬度的聚氨酯橡胶棒对等径三通管成形质量的影响。研究结果表明:随着橡胶硬度的逐渐增大,支管胀形高度增大,壁厚差减小,壁厚分布越均匀;当橡胶硬度大于85 HA时,支管顶部减薄率大于30%;当橡胶硬度小于70 HA时,直管端部和底部增厚率大于30%。此次研究中,橡胶硬度为85 HA时,成形三通管的最大壁厚为1.899 mm、最小壁厚为1.06 mm、支管胀形高度为17.132 mm,成形效果最佳。管坯整体壁厚分布规律为支管顶部减薄、直管端部增厚,且增厚区明显大于减薄区。