船舶管材冷弯过程回弹的分析与控制

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管材的弯曲成型是船舶制造过程中的一个重要环节。在实际加工过程中,由于回弹和伸长等缺陷,管材的成型加工往往采用留有余量的加工方式,且在加工完成后还需进行二次划线和二次切割。这不仅导致材料的浪费,而且制约了弯管速度的提升。因此,在管材加工过程中,对回弹进行控制对于提升造船效率和管材的精确成型具有重要作用。针对管材的回弹问题,本文采用Ansys/Ls-Dyna有限元软件,对弯管的过程进行仿真模拟,通过改变模型的参数来探究弯曲角、相对弯曲半径、管材半径、轴向力等参数对回弹角度的影响,并通过试验验证模型的精度。主要研究内容如下:  (1)结合管材冷弯成形的实际加工特点,建立管材冷弯成形的有限元模型,在冷弯有限元模型的基础上建立回弹模型,并进行数值模拟。  (2)在有限元模拟的基础上,选取弯曲角、相对弯曲半径、管材半径、轴向力等参数,分析其对回弹角的影响规律。  (3)根据有限元仿真的结果,对主要影响参数进行试验验证。  (4)研究如何对管材的回弹进行控制。  本文通过对模型的分析和试验的验证,得出以下结论:  (1)管子弯曲卸载后,最终的成型角度和弯曲角度成线性关系,且该直线经过原点。  (2)管材加工过程中工件的夹紧程度,即轴向力的存在会对回弹产生影响,且轴向力越大弯曲回弹越小。  (3)管子的壁厚和直径对回弹的角度影响不大,因此在实际生成过程中可以不考虑其对回弹角度的影响。而相对弯曲半径对回弹影响较大,在实际加工过程中必须考虑其影响。  (4)经过试验验证,本文中的有限元模型能够较好的对管子的弯曲加工进行模拟,对实际的加工具有指导价值。
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