JCO成型过程中钢板的变形规律研究

直缝埋弧焊管JCOE生产线的关键工艺之一是折弯成型工艺。对钢板在折弯成型过程中的变形规律进行了详细的分析,发现在直缝埋弧焊管成型后钢板的中性层内移,导致钢管周长增加、壁厚变薄;并对测量数据进行分析,验证了有关理论。通过此项研究,有利于合理设定直缝埋弧焊管成型参数和确定原料钢板的宽度,对提高钢管质量和减少材料的损耗有重要意义。

基于Deform宽板弯曲应力中性层位置的数值分析及模拟

为了确定宽板弯曲变形过程中应力中性层位置、提高弯曲件的成形精度,通过对宽板弯曲时其截面微元体的受力情况进行分析,采用经典的力学分析假设建立了微分方程,确定了应力中性层位置和相对弯曲半径以及变薄系数之间的数学关系,发现了宽板在弹塑性弯曲变形过程中,应力中性层位置向板材内层移动,同时,应力中性层位置与中宽板中心层位置之差随着弯矩的增大而增大,通过Deform软件和弯曲模具设计实验,验证了理论研究结果,弯曲件工艺设计中可根据材料的变形程度得到变薄系数和内移系数的取值范围,进而指导实际生产。

引入材料参数的弯管中性层偏移解析模型

中性层偏移是表征管材弯曲内外侧不均匀变形程度的关键参数。基于弯管截面力矩平衡条件,建立了引入材料参数的管材弯曲变形中性层偏移解析模型,针对管材数控绕弯和压弯过程对所建模型从多个方面进行了评估,研究了不同几何和材料等管材本征参数下的管材弯曲中性层偏移规律。结果表明:应用于TA18钛管数控绕弯,发现所建解析模型与已有解析方法预测精度相当,但能考虑材料参数影响,且相较于有限元模拟,本文解析模型更接近实验结果;应用于A6063铝合金管和AZ31镁合金管压弯过程,并与Hasegawa解析方法相较,发现本文解析模型能够准确预测拉压不对称对压弯中性层偏移的影响;弯曲半径减小,弯管直径增大,中性层向弯曲内侧移动;拉压屈服强度比减小,厚向异性指数增大,中性层向弯曲内侧移动。

基于中性层偏移的Z型材滚弯成形回弹预测

以提高大截面Z型材四轴滚弯成形精度为目的,通过综合考虑材料属性、几何特征和成形半径等因素对回弹的影响,建立了引入中性层偏移的大截面Z型材弯曲回弹解析模型,研究了7075-O和7475-O铝合金Z型材在不同滚弯成形半径下的回弹规律,并进行滚弯成形实验验证。结果表明,与忽略中性层偏移影响的型材回弹预测经验模型相比,基于中性层偏移的回弹预测模型能够准确预测大截面Z型材的回弹量,在相同的曲率半径下,预测回弹变形的最大相对误差从11.681%减小到3.347%。