ANSYS二次开发在冷弯仿真分析中的应用

鉴于ANSYS自有的APDL参数化功能和冷弯成型的特点,利用ANSYS平台的开发环境,结合冷弯板料成型规律,建立了弹塑性大变形有限元模型并采用动力显式算法对冷弯成型过程进行仿真计算分析,实现了在ANSYS界面下输入预设辊花参数,就可得到冷弯变形后板料的等效塑性应力应变,据此判断冷弯辊花设计是否合理,并给出修正建议,进行优化。

冷弯成型计算机辅助辊花设计

论述了计算机辅助设计技术应用于冷弯成型辊花设计的意义 ,提出了设计构想 ,在 Auto CAD环境下开发了冷弯成型辊花设计和变形过程分析模拟的软件模块 。

对称截面辊花参数化设计方法

为了提高辊花设计效率,解决传统辊花设计繁琐、修改困难等问题,根据板料弯曲时截面中性层长度不变原理,建立了描述成形截面形状变化的节点坐标映射模型。通过分析辊弯成形时板料弯曲截面圆弧节点坐标的变化规律,以一段圆弧和直线作为板料弯曲的最小体素单元,得出目标截面几何尺寸参数与截面上节点坐标之间的函数关系,并推导出板料以定半径法和定长度法弯曲时,描述对称型截面形状变化的节点坐标计算公式。最后,以8弯角对称截面为例,根据推导的节点坐标计算公式,将断面特征识别转化为断面参数输入,并结合参数化设计思想,编写了基于ABAQUS二次开发的python脚本程序,实现了多种对称型截面辊花图的绘制,并通过尺寸对比,验证了所设计辊花的合理性以及设计方法的可行性。

闭式冷弯成形辊花设计映射数学模型及实验研究

针对金属闭式冷弯成形的多道次孔型轧制特点,考虑轧前管坯的轮廓与轧后异型管的轮廓存在拓扑等价关系和边界域的不动点性质,以双圆弧插值函数描述异型管的复杂轮廓,建立两者之间的形心映射数学模型,实现各道次孔型设计,绘制异型管闭式冷弯成形过程的辊花图。以铝合金圆管为坯料在试验轧机上进行了扇形管冷弯成形轧制实验,结果表明:轧后的扇形管内外轮廓变形柔顺且无凹凸点,壁厚偏差小于±0.5 mm,角部误差小于±1.5°,满足GB/T 6728-2002国标要求,研究结果为异型管冷弯成形的轧辊辊花设计提供了一种新方法。