连接管件内径滚压成形有限元模型的建立及分析
CAE-无缝钢管轧管成形工艺过程的计算机模拟
2.轧辊和芯管： 刚体材料 四边形壳单元
校直分析的结果
塑性应变动画
Mises应力动画
校直后的钢管形状
1.钢管： 弹塑性材料 六面体实体单元
2.轧辊和芯管： 刚体材料（不考虑变形） 四边形壳单元
连轧定径分析的结果
塑性应变动画
Mises应力动画
校直过程模拟
1.共3组轧辊 2.每组轧辊有2哑 铃形凹辊，上下两 棍轴线夹角为30度 3.钢管受推力进入 第一组轧辊
弯管初始形状
校直分析的有限元模型
无缝钢管轧管成形工艺过程 的计算机模拟
轧管生产的基本过程
无缝钢管轧管的整个成形过程分为三个部分：
径过程的模拟
1.共7组轧辊 2.每组轧辊有3 个，构成圆形 3.轧制量： 0.1,0.15,0.25,0.3 0,0.35,0.38,0.40
连轧定径分析的有限元模型
压力管道三通有限元分析
压力管道三通有限元分析压力管道三通的有限元分析是在计算机辅助设计软件中进行的一种数值模拟方法，它可以用来评估和优化管道系统的结构和性能。
本文将介绍压力管道三通的有限元分析方法，并探讨其应用和局限性。
压力管道三通的有限元分析是基于有限元法原理的一种计算方法。
有限元法是一种将连续体分割为有限个小单元的数值计算方法，通过对单元间的力学关系进行建模，计算和解析结果来评估结构的性能。
在压力管道三通的有限元分析中，管道被分割成一系列小单元，然后对每个单元进行力学计算，最后整合得出整个管道的性能指标。
在进行压力管道三通的有限元分析之前，需要进行几个关键步骤。
首先是建立管道的几何模型，即将实际的管道系统转化为计算机可识别的三维模型。
然后是确定管道的边界条件和加载条件，这些条件将影响到计算结果的准确性。
接下来是选择合适的材料模型和有限元网格密度，这些选择会直接影响到计算结果的准确性和计算时间。
最后是进行有限元计算和分析，得出管道的应力、变形和疲劳寿命等性能指标。
压力管道三通的有限元分析可以用于评估和优化管道系统的结构和性能。
通过有限元分析，可以得出管道在不同工况下的应力和变形情况，从而评估管道的安全性和可靠性。
同时，有限元分析还可以帮助设计师优化管道的结构和减轻管道系统对外界负荷的响应。
此外，有限元分析还可以用于分析管道的疲劳寿命和优化管道的维护策略。
然而，压力管道三通的有限元分析也有一些局限性。
首先，有限元分析的准确性和可靠性依赖于所选择的材料模型和有限元网格密度，不同的选择可能会导致不同的计算结果。
其次，在进行有限元分析时需要考虑的因素较多，例如边界条件、加载条件和材料参数等，这增加了分析的复杂性和计算的难度。
最后，有限元分析只是一种数值模拟方法，并不能完全取代实验测试，因此在实际设计中仍然需要进行实验验证。
压力管道三通的有限元分析是一种用于评估和优化管道系统的结构和性能的数值模拟方法。
然而，需要注意的是有限元分析只是一种辅助工具，并不能完全取代实验验证，在实际应用时需要结合实验和分析的结果进行综合评估。
钛合金连接管件内径滚压成形的数值模拟
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（-112 ） 文章编号： &./-01&-& 1,0113-01,
钛合金连接管件内径滚压成形的数值模拟
吕昕宇 &， 许 沂 &， 张士宏 &， 王本贤 &， 曾元松 -， 李志强 -， 王忠堂
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（&4 中国科学院金属研究所， 辽宁 沈阳 &&11&. ； 北京 &11111 ； 辽宁 沈阳 &&1&.3 ） -4 北京航空制造工程研究所， ,4 沈阳工业学院，
图) 导管速度分布 （8 ） 导管轴截面速度分布 （: ） 导管外表面速度分布 （: ）
流动速度值最大， 滚珠前后金属流动情况大体相同， 并且速度值逐渐减小。
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沟槽尺寸的影响 模拟成形条件不变，分析过程中保证套管的轴
向长度不变， 改变齿槽和平台的宽度进行分析。 分别 提取不同齿槽宽度下成形连接件中平台处金属与套 管间接触力、 成形载荷值， 得到接触力与齿槽宽度及 成形载荷与齿槽宽度的关系曲线如下。这里取成形 载荷表达式为：
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引言 连接管件的加工成形方法很多， 如焊接、 形状记
以为滚压加工提供理论依据，作为工艺参数优化的 基础。
忆合金连接、 机械连接和接头连接等。 而在一些重要 设备中应用最多的是机械连接， 如内径挤压、 内径滚 压等。内径滚压成形是导管无扩口连接的一种精密 成形方法，具有其他成形方法所无法比拟的诸多优 钛合金管件内径滚压连接成形技术是符合现代 点 。
成形载荷 , <
一般管螺纹滚压装置的设计、仿真及受力分析综述
毕业设计说明书题目：一般管螺纹滚压装置的设计、仿真及受力分析学号：姓名：班级：专业：机械设计制造及其自动化指导教师：学院：机械工程学院答辩日期：2011年5月9日摘要本次课题是对螺纹滚压头的设计，仿真及受力分析。
主要做了如下任务：用Cad 绘制螺纹滚压头的装配图及各个零件图，运用UG绘制螺纹滚压头的零件和装配三维模型。
用DEFORM-3D软件对整个装置的运动进行仿真受力分析。
对主要零件进行工艺规程的设计。
关键词：螺纹；工艺；滚压AbstractThe issue is the design, simulation and stress analysis of the thread rolling head. Mainly to do the following tasks: Cad drawing thread rolling head assembly drawing and parts diagram, to use UG draw parts and assembly of three-dimensional model of the thread rolling head. DEFORM-3D software to simulate the movement of the entire device stress analysis. The design of the main parts of the process specification.Key words: Thread ;Technology;rolling目录第1章绪论 (4)1.1设计的背景和意义 (4)1.2设计的内容和思路 (5)1.3解决的主要问题 (5)第2章螺纹滚压头的总体设计方案 (5)第3章主要零件设计 (6)3.1 Ug软件介绍 (6)3.2 主要零件的设计 (7)第4章主要零件的加工工艺规程 (10)4.1主盘加工工艺 (10)4.2主盘连杆加工工艺 (19)4.3装配后加工工艺 (22)第5章DEFORM-3D仿真及受力分析 (23)5.1 DEFORM-3D软件简介 (23)5.2 仿真受力分析 (25)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (33)第1章绪论1.1设计的背景和意义在世界范围内，绝大多数应用于消费者和工业部门的产品使用紧固件。
辊弯成型有限元建模及成形缺陷分析
辊弯成型有限元建模及成形缺陷分析辊弯成型是一种常用的金属板材成形工艺，广泛应用于船舶、汽车等制造业。
为了提高产品质量和生产效率，减少成形缺陷的发生，有限元建模及成形缺陷分析成为辊弯成型工艺研究的重要内容。
有限元建模是一种计算机仿真方法，通过将辊弯成型过程抽象为一系列有限元单元，建立数学模型，模拟实际成形过程中的力学行为。
首先，需要对辊弯成型机械结构进行建模，包括辊轴、辊筒、支撑架等组成部分。
然后，根据材料力学性质，将金属板材抽象为一个弹塑性体，并设置材料参数。
最后，根据成形工艺参数，如辊弯压力、辊弯角度等，对整个成形过程进行仿真计算。
通过有限元建模，可以得到不同位置的应力、应变分布情况，进而分析成形缺陷的发生机理。
成形缺陷是指在辊弯成型过程中，金属板材出现的各种不理想的形态或性能问题。
常见的成形缺陷包括皱纹、开裂、厚度不均匀等。
通过有限元分析，可以定量评估不同工艺参数对成形缺陷的影响。
例如，通过改变辊弯角度、辊弯压力等参数，可以调整金属板材的应力分布情况，减少皱纹的发生。
此外，有限元分析还可以帮助优化辊弯成型工艺，提高产品的质量和生产效率。
在进行有限元建模及成形缺陷分析时，需要考虑多重因素的综合作用。
首先，需要准确建立机械结构和材料模型，确保仿真计算的准确性。
其次，需要选择合适的边界条件和加载方式，模拟实际生产过程的力学行为。
最后，需要根据仿真结果进行参数优化，以实现成形缺陷的最小化。
综上所述，辊弯成型有限元建模及成形缺陷分析是提高产品质量和生产效率的重要手段。
通过准确建立数学模型，模拟实际成形过程中的力学行为，可以定量评估不同工艺参数对成形缺陷的影响，优化成形工艺，提高产品的质量和生产效率。
未来，随着计算机仿真技术的不断发展，有限元建模及成形缺陷分析将在辊弯成型工艺研究中发挥越来越重要的作用。
有限元分析有压管道
水电站建筑物结构分析与优化设计——有压管道计算分析报告专业：xxxxx姓名：xxxxx学号：xxxxx1.概况1.1工程概况该工程总装机容量2.5kw，尾水用于农田灌溉。
电站由引水渠道、压力前池、压力管道、厂房和升压站组成。
电站引水系统采用明管，管道沿山脊蜿蜒而下，全长2670m，具有多个空间和平面转换，共设27个镇墩。
1.2计算内容本报告只针对尾部总长285m的管段，采用钢板作为内衬的钢筋混凝土管道方案，断面如下图所示。
分析其压力管道内部完全冲水时的温度分布、应力与变形。
内部水压5MPa，水温15°C，外界温度35°C。
本报告计算时考虑到压力管道轴向长度与管道截面尺寸相差两个数量级，建模时轴向尺寸太大而影响到截面计算的准确性，且同时此问题为平面应变问题，故而本报告截取沿垂直于水流方向轴向长度为5m的有压管道来进行模拟。
模拟时管道两端约束其轴向方向的位移，忽略基岩的形变，在管道与基岩相连接处采用全约束的方式来模拟基岩对管道的影响。
鉴于要求考虑的是管道充水时的温度分布、变形和应力，故而本报告只考虑了管道内部工作压力为5MPa时管道的变形、应力，没有考虑水所受重力与混凝土所受重力对管道充水时的影响。
2.基本资料2.1几何参数钢板内衬直径1000mm，钢板厚26mm，外包混凝土厚400mm。
2.2材料参数混凝土参数：弹性模量：E = 25.5Gpa密度：ρ = 2400 kg / m^3泊松比：є = 0.167温度线膨胀系数1.0*10 ^ -5 /°C导热系数：1.28W/( m.K )抗拉强度：抗压强度：钢板参数：弹性模量：E = 210 Gpa密度：ρ = 7850kg / m ^ 3泊松比：є = 0.3温度线膨胀系数1.2*10 ^ -5导热系数：14.7W/( m.K )屈服强度：3.计算结果及结论3.1计算模型网格划分情况截面网格划分情况网格划分采用选角点划分，然后直接对体进行扫掠。
滚压有限元数值分析
滚压模型有限元分析姓名：黄肖学号：201721000362指导老师：陈勇目录1.模型的参数 (1)2.模型的建立 (1)3.部件的属性模块 (4)4.网格的划分 (6)5.创建分析步 (8)6.创建接触 (8)7.创建相关 (10)8.施加载荷 (11)9..创建作业及结果 (11)10．结果分析 (14)滚压有限元数值模拟是制定滚压工艺，预测滚压工作表面残余应力分布，以及判定工件疲劳性的重要工具。
目前滚压数值模拟主要集中在对曲周以及回转体的分析，少有的对平面滚压数值模拟，大多数也只分析了单圈或者不到一圈的滚程，而且与实际滚压工艺存在较大区别。
本文采用有限元商业软件ABAQUS模拟研究了滚压力的大小对残余应力分布规律的影响。
1.模型的参数圆柱状滚针滚压平面工件，其数值模拟工件材料为Q235，物性参数如表1所示。
滚针相对于工件变形较小，可以忽略不计。
计算模型材料工艺参数滚针与工件的接触表面其相比远小于滚针的直径，取工件的局部尺寸为2mm×15mm滚针的直径为1mm,依次选取滚压力为120N,160N,180N.摩擦系数为0.3进行计算。
2.模型的建立(1)打开ABAQU软件，点击创建Great Part。
(2)开始绘制模型输入（0，0），然后enter，再输入（2，15），然后enter。
再点击Great Part。
建立滚针的模型图。
建立滚针的模型图（3）将两个部件装配到一起形成一个整体。
装配后的效果图如下：3.部件的属性模块（1）点击Module中的Propety,进入如下界面，置材料属性。
分别设置工件和滚针的材料属性：弹性模量和泊松比，屈服强度和屈服应力，密度。
（2）创建截面。
（3）赋予模型材料属性。
4.网格的划分（1）点击Module中的Mesh,进入如下界面，对工件进行网格划分。
‘（2）对滚针也进行如上的网格划分。
5.创建分析步点击Module中的Step,进入如下界面。
6.创建接触（1）点击Module中的interaction,进入如下界面。
热连轧辊系变形三维建模及有限元分析
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1、绪论1.1 四辊轧机发展情况概论近年来我国轧钢行业得到了飞速发展，钢材年产量突破了2亿吨，已连续多年成为世界钢产量第一大国。
板带材的轧制生产能力逐步提升到了一个较高的水平，各种板带产品也得以广泛的应用于生产和生活中的方方面面。
但是我国目前轧钢生产的技术水平与国际先进水平相比还有相当大的差距，轧制产品的主要技术指标与国际先进水平相比仍有相当大的差距，我国已经入世，国外钢材生产技术强国的行业冲击愈发明显起来，要想在空前激烈的竞争中得以生存、获得发展，我们就必须在轧机精度控制等方面多做工作。
四辊轧机以其较高的生产能力和良好的产品质量广泛应用于板带生产中，近年来随着国民经济的不断发展以及工业生产需求的不断增长，用户对板带产品的平直度等指标要求越来越高，这就对板带轧制中辊缝的控制精度提出了更高的要求。
对四辊轧机辊系变形进行分析，是关乎板带材质量的决定性因素。
如何提高轧机辊系变形分析的水平，对各个工厂来说是要亟待解决的，传统的分析方法，繁杂且精度不高。
本课题采用基于ANSYS软件的有限元分析法对四辊轧机辊系变形进行研究，是近年来一种正在被逐步广泛应用的方法。
1.2 辊系变形计算的常用理论与计算方法1.2.1轧辊变形模型的分类关于板形的轧辊变形模型的研究发展可追溯到1958年，那时萨克斯尔(Saxl)第一次对四辊轧机做了全面深入的研究。
此后由于引进了数学模型，这一领域得到了更进一步的拓展。
这些模型的分类如下：(1) 二辊轧机的简支梁模型；(2) 四辊轧机的简支梁模型；(3) 分割梁模型；(4) 有限元分析模型。
1.2.2 二辊轧机的简支梁模型在二辊轧机简支梁模型中，将工作辊视为线弹性应力梁。
在推导梁的挠曲公式时，我们做了以下假定：(1)梁的材质均匀，在拉伸与压缩时的弹性模量相同；(2)梁的横断面相同;(3)梁至少关于一个轴向平面对称；(4)所有的加载和反作用力都与梁的轴线垂直；(5)对于具有紧凑断面的金属梁，其宽高比等于或大于8。
有限元分析有压管道知识讲解
有限元分析有压管道水电站建筑物结构分析与优化设计——有压管道计算分析报告专业：xxxxx姓名：xxxxx学号：xxxxx1.概况1.1工程概况该工程总装机容量 2.5kw，尾水用于农田灌溉。
电站由引水渠道、压力前池、压力管道、厂房和升压站组成。
电站引水系统采用明管，管道沿山脊蜿蜒而下，全长2670m，具有多个空间和平面转换，共设27个镇墩。
1.2计算内容本报告只针对尾部总长285m的管段，采用钢板作为内衬的钢筋混凝土管道方案，断面如下图所示。
分析其压力管道内部完全冲水时的温度分布、应力与变形。
内部水压5MPa，水温15°C，外界温度35°C。
本报告计算时考虑到压力管道轴向长度与管道截面尺寸相差两个数量级，建模时轴向尺寸太大而影响到截面计算的准确性，且同时此问题为平面应变问题，故而本报告截取沿垂直于水流方向轴向长度为5m的有压管道来进行模拟。
模拟时管道两端约束其轴向方向的位移，忽略基岩的形变，在管道与基岩相连接处采用全约束的方式来模拟基岩对管道的影响。
鉴于要求考虑的是管道充水时的温度分布、变形和应力，故而本报告只考虑了管道内部工作压力为5MPa时管道的变形、应力，没有考虑水所受重力与混凝土所受重力对管道充水时的影响。
2.基本资料2.1几何参数钢板内衬直径1000mm，钢板厚26mm，外包混凝土厚400mm。
2.2材料参数混凝土参数：弹性模量：E = 25.5Gpa密度：ρ = 2400 kg / m^3泊松比：є = 0.167温度线膨胀系数1.0*10 ^ -5 /°C导热系数：1.28 W / ( m.K )抗拉强度：抗压强度：钢板参数：弹性模量：E = 210 Gpa密度：ρ = 7850kg / m ^ 3泊松比：є = 0.3温度线膨胀系数1.2*10 ^ -5导热系数：14.7W/ ( m.K )屈服强度：3.计算结果及结论3.1计算模型网格划分情况截面网格划分情况网格划分采用选角点划分，然后直接对体进行扫掠。
铝杆连铸机结晶轮滚压过程的有限元仿真与分析
铝杆连铸机结晶轮滚压过程的有限元仿真与分析王栋;王忠文【摘要】The paper briefly introduced rolling technology in crystal round processing of aluminum rod continuous casting machine in the Φ9. 5 mm electrical pole continuous casting and rolling production line equipments. In order to improve the crystalline wheel wear resistance, fatigue strength and service life, on the basis of rolling wheel technology research and structural analysis of crystalline wheel, solid model is creation by using Pro/e software, and rolling process of crystal round is simulate by using ANSYS11. 0 software and contact analysis. Tbc stress distribution and deformation of crystalline wheel was theoretically analyzed. The required rolling pressure was determined. In practice, simulation results are consistent and practical data, which has a positive meaning in rolling machine design and process system defination.%介绍了φ9.5mm电工圆铝杆连铸连轧生产线设备中连续铸造结晶轮制造工艺,应用滚压工艺技术,提高结晶轮的耐磨性、抗疲劳强度和使用寿命.通过对滚压技术研究和结晶轮结构分析,采用Pro/E软件实体建模、ANSYS11.0有限元软件和接触分析技术,对滚压过程进行仿真,对结晶轮应力分布和变形情况进行分析,确定了所需的滚压力,并在模拟的基础上进行实践验证.模拟结果和实践数据基本吻合,对自制滚压机的设计、滚压工艺制度的制定有着积极的意义.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2011(000)004【总页数】3页(P33-35)【关键词】结晶轮;滚压;仿真分析【作者】王栋;王忠文【作者单位】太原理工大学机械工程学院,山西,阳泉,045000;阳泉铝业股份有限公司,山西,阳泉,045000【正文语种】中文【中图分类】TG146.1随着国内电力行业的高速发展,作为生产生活用铝线和电力用铝绞线的原材料,电工圆铝杆是各大电解铝厂深加工的主要产品。
内螺纹铜管滚珠旋压成形有限元分析
１ ８
文章 编 号 ：０ １３ ９ （ ０ ０ １ —０ ８ ０ １ ｎ ｒ Ｄｅ ｉｎ ｃ ｉｅｙ ｓｇ
＆
Ｍａ ｕ ａ ｔ ｒ ｎ ｆ ｃｕ ｅ
第１ Ｏ期 ２１ ０ ０年 １ ０月
内螺纹铜管滚珠旋压成形有】元分析 ： 艮
图 ３铜坯管拉伸应力—应 变关系
表 １铜坯管材料属性
于内螺旋铜管可看成关于轴线对称的几何体 ， 滚珠旋压的载荷可
视为关 于铜管轴线周期性 变化 ， Ｓ ． ｒ 关于旋转对称问题 的 Ｍ ＣＭａｃ 算法可以实现该简化的合理性 。另外 ， 了减少接触面个数从 而 为 降低程序接触运算 ， 螺纹沟槽芯头（ 下文简称芯头） 带有螺旋齿 的
向小 勇 李海 江 （ 广州市特种 承压设备检测研 究院 ， ’ 广州 ５ ０ ３ ） １ ０ ０ （华 南理工大学 国家金属材料近 净成 形工程技术研 究中心 ， 。 广州 ５ ０ ４ ） １ ６ ０
ＦＥ ｓｍｕａ ｉｎｏ ｅｂ ｌ ｐ ｎ ｉ ｇｆ ｒ ｎ ｆｎ ｅｒ ｒ ｏ ｅ ｏ ｐ ｒ ｉｅ ｉ ｌｔ ｎｔ ａｌ ｉ ｎｎ ｍｉ ｇｏ ｎ ｏ ｖ ｄｃ ｐ ｅ ｐ ｏ ｈ ｓ ｏ ｉ ｇ ｐ
（Ｎａｉｎ ｌ ｓ ａｃ ｅ ｔｒ ｏ ｔｌｃＭａｅｉｌ Ｎｅ ｒＮｅ ｏｍｉｇ Ｓ ｕｈ Ｃ ｉａＵｎｖ ｒｉ ｆ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｔ ａ ｅ ｒｈ Ｃ ｎｅ ｒＭｅａｌ ｔｒ ｓ ａ ｔ ｒ ｎ ， ｏ ｔ ｈｎ ｉｅｓ ｙｏ ｃ ｎ ｌｇ ， ｏ Ｒｅ ｆ ｉ ａ Ｆ ｔ Ｔ
图 １内螺纹铜管成形原理
力
１０ ０
５ ０ Ｏ
２２ 限元建模简化 ＿有
内螺旋铜管滚珠旋压是一个非常复杂的塑性成形过程 ， 其 边界条件 、 几何和材料都具有高度非线性 。受现有计算条件 的限 制 ，对模型作如下简化： １ 本文模拟 的是 ６滚珠的滚珠旋压工 （） 艺 ，实 际加工中任意时刻有且仅有一个滚珠旋压通过 １ ／ ６管坯 ， 取管坯的 １ ／ ６圆周进行模拟可 以大大减少管坯单元划分个数。由
压力容器及管道有限元分析(ANSYS,ABAQUS)
压力容器及管道有限元分析（ANSYS，ABAQUS）随着工业水平不断提高，各行业对创新的要求也不断提高，然而常规的设计手段已经严重制约了工程师的创新能力。
为了解决设计中的各种难题、满足工具师对力学工具的需求，特推出有限元分析服务。
使用软件：Abaqus Ansys Hypermesh具体算例：一，异形换热器管板及水室强度分析（Abaqus）通常冷凝器管板联接水侧和汽侧的壳体及换热管。
规则的管板可按ASME或GB150来设计，其计算方法比较复杂。
有限元模型如图1所示。
（为了看清内部结构，隐去了壳体）大型冷凝汽由于要保留单侧工作的能力，在水室中有一块分隔板将水室分成两半，这样，原来具有的轴对称性条件不存在了，计算需用有限元方法。
管板上支有几千根换热管，这些换热管对管板有加强作用，同时由于大量的开孔也破坏了管板的刚性，管板材料按ASME VIII-2处理。
管板两侧承受两种压力载荷；由于换热管与汽侧壳体材料及温度的差异，换热管上要加上热位移差。
如细仔点还要考虑管子由于内外压引起的泊松效应载荷。
管板/盖板/螺栓采用体单元C3D8/C3D6，管子用梁单元B32，壳体用S4R，每根管二，接管开口强度分析经常碰到容器上开口过大的问题，也常碰到奇形怪状的开口，或者其它一些附着物联接到容器上。
这类问题主要是建模的复杂。
图2，接管1三，异形的换热器壳体内压或外压分析通常换热器的壳子是很规则的，无论是管侧还是壳侧，都具有良好的轴对称性，即所谓的回转壳体。
回转壳体受压问题，可以用板壳理论来解，一般是有解的，这个解也正是ASMEVIII或GB150、 GB151这类规范的设计计算基础。
当壳体的轴对称性受到严重的破坏时，严格意义上来讲，原来的解是不适用了。
这时可采用数值方法来计算。
四，方形排汽管道（容器）的强度/刚性设计方形容的设计不及关心其强度，有时也要考虑其刚性，如图4所示，图4为一段排汽管道，上面还带有两组波纹管。
在工作过程，整过管道受内压或者外压，壳体会变形，有时会出现强度可以接受，但变形太大，太难看的情况，即刚度不太好。
不锈钢管件滚弯成形工艺的有限元模拟
不锈钢管件滚弯成形工艺的有限元模拟
王彦民
【期刊名称】《河南科学》
【年(卷),期】2009(27)2
【摘要】应用ANSYS有限元分析软件中的LS-DYNA求解器,对薄壁不锈钢管件弯曲成形过程进行了弹塑性教值模拟.通过对管件弯曲角度的试验结果与模拟值的对比分析,证明了建立管件有限元模型的正确性.在此基础上对管件滚弯过程的模拟结果进行了应力应变分析,揭示了其成形时的塑性变形流动规律及其对管件质量的影响.研究结果表明:薄壁不锈钢管件弯曲冷成形的主要失效形式是内侧部分的起皱和外侧部分的失稳;管件弯曲内侧等效应变和壁厚变化呈跳跃式条状分布,是管壁起皱变形的前兆,管件弯曲外侧的壁厚减少导致其弯曲刚度降低,是管壁失稳变形的原因;最大等效应变和等效应力的部位出现在管件弯曲区域的、与滚动轮和旋轮接触部位,其弯曲成形后,部位的应力值逐渐减小,且沿两端方向应力逐渐减少.
【总页数】4页(P197-200)
【作者】王彦民
【作者单位】漯河职业技术学院,河南漯河462002
【正文语种】中文
【中图分类】TG386.3+1
【相关文献】
1.不锈钢卡压式管件的成形工艺 [J], 周遐余;赵立军
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4.钣金件滚弯工艺成形及其缺陷检测 [J], 王晓臣
5.薄壁不锈钢管件滚弯成形工艺有限元分析 [J], 吴振亭;李顺江
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滚弯成形数学建模与有限元仿真验证
link appraisement合肥工业大学机械工程学院曹振鑫，学校：合肥工业大学，职位：研究生在读。
曹振鑫图1 回程修正示意图由（3）式可知，当1r H R y −+=，即时，管材曲率半的极小值为r t L R −−=1，因此使管材发生形变的y )1,1r H R t r r −+−−。
由于受到上辊轮半径r1的限制，最小成形半径大于等于}1,1max{R r =。
1r 时，22max)1(L t r r H y −++−=。
对滚弯过程中上、下辊轮的速度关系进行推导，截取滚弯加工的一段过程进行分析，如图3所示。
上辊轮逆时针旋转，两个下辊轮沿顺时针旋转，带动管材向右侧运动，管材成形曲率半径的圆心为O1，上辊轮转过的弧长为L1，对应的角度为a1，两个下辊轮转过的弧长为L2，对应的角度为r1，两个下辊轮的半径为r，此段加工时间为轮滚过的弧长1*1a R L =，下辊轮滚，设上辊轮的角速度为w1，*0*11t w L =辊轮的角速度均为w2，因为是同步进行，因此L 根据几何关系可知21a a =，联立方程，得：R w (2=因此可以实现上、下辊轮的速度配合。
6061-T4铝合金力学性能测试仿真中的材料建模需要填入材料的力学性能参数，因此对管材材料进行拉伸实验，从而获取材料力学性能。
首先根据GB/T228.1-2010标准制作拉伸试样，拉伸试样尺寸见图实验所用的设备为微机控制电子式万能试验机，如图所示。
进行拉伸实验时，拉伸速度为2mm/min。
拉伸实验得到的结果包括：屈服强度为96MPa，抗拉190MPa，断后伸长率为29%。
并且得到了材料的应变曲线，如图6所示，其中横坐标为应变值，纵坐图3 上、下辊轮速度关系推导参考图图2 三辊滚弯加工示意图图4 拉伸试样尺寸图5 实验设备图6 6061-T4应力应变曲线图8 曲率半径测量程序图7 仿真成形结果图（a）目标半径为100mm 的滚弯仿真结果（b）目标半径为150mm 的滚弯仿真结果（c）目标半径为200mm 的滚弯仿真结果图（d）目标半径为250mm 的滚弯仿真结果（e）目标半径为300mm 的滚弯仿真结果150、200、250、300mm 的等曲率弧的滚弯仿真，仿真成所示。
输气管道有限元分析带图
题目描述：输气管道的有限元建模与分析计算分析模型如图1所示承受内压：1.0e8 PaR1=0.3R2=0.5管道材料参数：弹性模量E=200Gpa；泊松比v=0.26。
图1受均匀内压的输气管道计算分析模型（截面图）题目分析：由于管道沿长度方向的尺寸远远大于管道的直径，在计算过程中忽略管道的断面效应，认为在其方向上无应变产生。
然后根据结构的对称性，只要分析其中1/4即可。
此外，需注意分析过程中的单位统一。
操作步骤1.定义工作文件名和工作标题1.定义工作文件名。
执行Utility Menu-File→Chang Jobname，单击OK按钮。
2.定义工作标题。
执行Utility Menu-File→Change Tile，单击OK按钮。
3.更改目录。
执行Utility Menu-File→change the working directory。
2.定义单元类型和材料属性1.设置计算类型ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK2.选择单元类型。
执行ANSYS Main Menu→Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 8node 82 →applyAdd/Edit/Delete →Add →select Solid Brick 8node 185 →OKOptions…→select K3: Plane strain →OK→Close，选择OK接受单元类型并关闭对话框。
3.设置材料属性。
执行Main Menu→Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic，在EX框中输入2e11，在PRXY框中输入0.26，选择OK并关闭对话框。
压力焊接管道结构有限元分析及设计施工建议
析[1]，于心泷对管线钢在役焊接接头应力分析研究[2]， 蒋诚航对含未焊透缺陷工业压力管道的极限承载能 力研究[3]。但总体上，还没有研究实现对压力管道焊接
1 2
工艺的整体有限元分析，并在此基础上确定其使用薄
弱环节。
结构有限元分析是利用计算机对结构在载荷作
1.经常坏掉的部位 2.更换成三通后的形状
图 1 压力管道焊接图
1.1 压力管道的结构 某压力管道属于工艺报警放散管道（DE40），其
走向如图 1 所示，在使用过程中焊缝经常发生脱焊 产生泄漏，需要进行结构和工艺改进。
国外对压力管道的研究已经形成了一整套较成
熟的理论方法，已应用于机场、酒店、展览等场合，国
内也开始出现对燃气焊接管道的研究，如王建平等对
高密度聚乙烯塑料压力管道热熔焊接进行有限元分
局的影响，这对压力管道性能可靠、牢固的要求逐步
提高。特别是近几年来，压力管道爆炸和泄露事故时 1 某压力管道的结构载荷
有发生，例如 2018 年 6 月贵州中石油天然气输气管 道晴隆沙子段发生爆炸泄露事件；2018 年 9 月美国 马萨诸塞州波士顿燃气管道爆炸等，因此，对压力焊 接管道进行结构分析，实际分析知，该焊接管道主要承受自身的 自重载荷、内部介质均布荷载以及因空间受限而产 生的安装偏移荷载和焊接工艺造成的应力集中等荷 载情况。空间布局导致的工艺偏移一般在 2 cm 以 内，材质一般取 Q345，钢管许用应力不应大于 220 MPa。焊接工艺影响按等强度设计执行。
2 结构的有限元分析
与实际情况比较吻合，具有广泛适用的特点。因此， 系统地运用结构有限元分析技术对压力焊接管道设 施进行整体分析，能够提高结构的牢固性、耐久性， 防止产生冗余设计和设计浪费。
基于扭矩控制的导管内径滚压连接成形特征分析
基于扭矩控制的导管内径滚压连接成形特征分析张荣霞;吴为;郑文涛;曾元松【期刊名称】《材料科学与工艺》【年(卷),期】2017(025)003【摘要】钛合金导管内径滚压连接技术主要用于飞机液压管路系统中,具有耐高压和高密封性,能够提升飞机液压管路系统的高可靠性能,满足飞机轻量化和长寿命的需求,成为航空管件连接技术的首选方案.本文以理论分析、有限元模拟和试验相结合的方法,从导管滚压连接胀形器各组件的运动状态、接触状况、受力分析以及管材节点位移变化等方面,探讨了基于扭矩控制的导管内径滚压连接成形机理及特征.研究表明,成形过程中芯轴主动转动,滚柱带动保持架周向随动转动;芯轴与滚柱之间有较大的径向挤压力和切向摩擦力,在这两个力的合力作用下,产生轴向进给力,使芯轴自动进给,导管、滚柱和芯轴之间接触面和接触力逐渐增大,成形扭矩随之增加,导管材料逐渐嵌入管套凹槽,完成连接成形,这是扭矩控制的导管内径滚压连接机理所在.理论分析与有限元模拟及试验结论吻合较好,研究结果对工程应用中的质量控制和工艺优化具有一定的指导作用.【总页数】6页(P52-57)【作者】张荣霞;吴为;郑文涛;曾元松【作者单位】北京航空制造工程研究所,北京100024;塑性成形技术航空科技重点实验室,北京100024;数字化塑性成形技术及装备北京市重点实验室,北京100024;北京航空制造工程研究所,北京100024;塑性成形技术航空科技重点实验室,北京100024;数字化塑性成形技术及装备北京市重点实验室,北京100024;沈阳工业大学材料科学与工程学院,沈阳110870;北京航空制造工程研究所,北京100024;塑性成形技术航空科技重点实验室,北京100024;数字化塑性成形技术及装备北京市重点实验室,北京100024【正文语种】中文【中图分类】TG379【相关文献】1.导管无扩口内径滚压连接接头连接强度性能研究 [J], 张荣霞;吴为;曾元松2.钛合金导管内径滚压连接数值模拟与试验研究 [J], 张荣霞;吴为;曾元松;郭敏骁;邱明星3.钛合金导管无扩口内径滚压连接成形技术研究 [J], 吴为;张荣霞;曾元松;李耐锐4.钛合金连接管件内径滚压成形的数值模拟 [J], 吕昕宇;许沂;张士宏;王本贤;曾元松;李志强;王忠堂5.连接管件内径滚压成形有限元模型的建立及分析 [J], 吕昕宇;张士宏;曾元松;许沂;李志强因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
钛合金导管内径滚压连接数值模拟与试验
成形试验，工艺参数主要为滚柱径向行程，初选值与管 套槽深相同（见表 2）。
涉及到的材料参数见表 3。两种材料导管中，TA16 管材比 TA18 塑性好，屈服强度低。
表2 试验设计
试验 编号
1
3
管套 材料
TC4
TC4
管套槽深/ mm
0.3
0.27
滚柱径向 行程/mm
0.3
0.27
导管 材料
TA16
TA18
92 航空制造技术·2011 年第 16 期
（a）TA16
（b）TA18 图9 不同材料连接件剖视图 Fig.9 Cross-sectional view of connector about
different tube materials
3.3 不同管套结构对连接成形的影响 针对 TA16 φ16×1 导管，分别选择两槽和三槽管
（1）回弹分析。
图 4 为成形后径向位移分布云图，在导管与管
1600
套上，分别取图中所示 7 个典型位置处卸载前后节
1400
点的径向位移，根据位移变化，计算回弹率，对比
滚压成形仿真分析及滚轮参数设计
滚压成形仿真分析及滚轮参数设计王家昆;李广沈;高敏;杨薇【摘要】波型铝薄板滚压成形过程中,应用有限元分析软件对滚压成形过程进行仿真分析,研究工艺参数和滚轮模具结构参数,对齿形、齿数、外径尺寸、倒角等主要参数进行比较仿真模拟分析,优化设计滚轮.【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2016(029)005【总页数】3页(P81-83)【关键词】滚压成形;仿真分析;滚轮;优化设计【作者】王家昆;李广沈;高敏;杨薇【作者单位】云南省机械研究设计院, 云南昆明 650031;云南省机械研究设计院, 云南昆明 650031;云南省机械研究设计院, 云南昆明 650031;云南省机械研究设计院, 云南昆明 650031【正文语种】中文【中图分类】TP399;TH122波型铝薄板滚压成形的需求将随着社会各行各业的发展而不断增大，这类零件的生产和研究工作越来越受到各国有关学者的重视。
制造新型建筑材料蜂窝板需要制造半蜂窝波形条，用滚压成形加工方法对铝薄板进行半蜂窝波形条加工实验，需要确定工艺参数、设计制造滚轮模具。
课题小组在设计滚轮结构尺寸的过程中，采用了计算机数值模拟仿真技术分析的方法，对滚轮主要结构设计尺寸，如外径、齿数、齿形等参数进行优化设计，以缩短开发周期，减少实验制模次数，降低成本［1］。
以计算机技术和数值计算理论为背景，金属成型数值模拟技术把变形金属视作一定受力条件下的连续介质，对变形介质的运动规律进行描述，建立适当的“过程模拟”，预测出成形过程中的各种信息，如塑变区的发展、应力应变分布、最终制品形状及工件的缺陷等，并以图形或动画的形式将计算结果直观生动地显示在计算机的屏幕上。
金属成形数值模拟技术的出现，为滚压模具CAD/CAE/CAM一体化技术的实现提供了可能。
课题小组采用MSC.Superforge软件进行滚压成形数值模拟；Superforge软件基于有限体积法，采用Euler网格技术，在金属变形中不需要进行网格重划，适合于大变形理论计算分析，在求解过程中，同时满足物质在有限体积内的质量守恒、动量守恒、能量守恒、热平衡方程、状态方程和本构关系。
ansys-受内压作用的球体的有限元建模与分析
受内压作用的球体的有限元建模与分析1.题目描述计算分析模型如图所示,习题文件名:ansys 作业承受内压：1.0e8 PaR1=0.3R2=0.5管道材料参数：弹性模量E=200GP，泊松比v=0.26.2.题目分析由于管道沿长度方向的尺寸远远大于管道的直径，在计算过程中忽略断面效应，认为在其方向上无应变产生。
然后根据结构的对称性，只要分析其中的四分之一即可。
3.操作步骤1.定义工作文件名和工作标题定义工作文件名。
执行Utility Menu-File→Chang Jobname-随你，单击OK按钮。
定义工作标题。
执行Utility Menu-File→Change Tile-随机，单击OK按钮。
2.定义单元类型和材料属性设置计算类型:ANSYS Main Menu:Preferences…→select Structural→OK选择单元类型:ANSYS Main Menu:Preprocessor→Element Type →Add/Edit/Delete→Add→select Solid Quad4node42→OK(back to Element Types window)→Options…→select K3:Axisymmetric →OK→Close(the Element Type window)定义材料参数:ANSYS Main Menu:Preprocessor→Material Props →Material Models→Structural→Linear→Elastic→Isotropic →input EX:2.1e11,PRXY:0.3→OK3.生成几何模型生成特征点:ANSYS Main Menu:Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→In Active CS→依次输入四个点的坐标：input:1(0.3,0),2(0.5,0),3(0,0.5),4(0,0.3)→OK生成管道截面:ANSYS命令菜单栏:Work Plane>Change Active CS to>Global Spherical→ANSYS Main Menu:Preprocessor→Modeling →Create→Lines→In Active Coord→依次连接1,2,3,4点→OK→Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Arbitrary→By Lines→依次拾取四条边→OK→ANSYS命令菜单栏:Work Plane>Change Active CS to>Global Cartesian4.网格划分ANSYS Main Menu:Preprocessor→Meshing→Mesh Tool→(Size Controls)lines:Set→拾取两条直边:OK→input NDIV:10→Apply →拾取两条曲边:OK→input NDIV:20→OK→(back to the mesh tool window)Mesh:Areas,Shape:Quad,Mapped→Mesh→Pick All(in Picking Menu)→Close(the Mesh Tool window)5.模型施加约束给水平直边施加约束:ANSYS Main Menu:Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Displacement→On Lines→拾取水平边：Lab2:UY→OK给竖直边施加约束:ANSYS Main Menu:Solution→Define Loads →Apply→Structural→Displacement Symmetry B.C.→On Lines →拾取竖直边→OK给内弧施加径向的分布载荷:ANSYS Main Menu:Solution→Define Loads→Apply→Structural→Pressure→On Lines→拾取小圆弧；OK→input VALUE:100e6→OK6.分析计算ANSYS Main Menu:Solution→Solve→Current LS→OK(to close the solve Current Load Step window)→OK7.结果显示ANSYS Main Menu:General Postproc→Plot Results→Deformed Shape…→select Def+Undeformed→OK(back to Plot Results window)→Contour Plot→Nodal Solu…→select:DOF solution, UX,UY,Def+Undeformed,Stress,SX,SY,SZ,Def+Undeformed→OK8.退出系统ANSYS Utility Menu:File→Exit…→Save Everything→OK。
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"! 计算模型
9 A 8! 内径滚压成形原理
内径滚压变 形 属 于 局 部 循 环 加 载 变 形 " 其 成 形 的基本原理是 " 采 用 周 向 滚 动 的 滚 珠 径 向 施 加 力 的 作用将管壁钛合 金 材 料 压 入 带 槽 的 套 管 " 从 而 使 管 子和套管实现连接 ! 其成形关键部 位 的 示 意 图 可 表 示 如 图 ! A所 示" 首先将导管 ! 插入 带 有 齿 槽 的 套 管 " 内 " 然 后 将 两 者放入半爪卡具 $ 内 进 行 固 定 # 变 形 时 首 先 是 芯 轴
用 " 并研制了相 关 的 专 用 成 形 设 备 ! 国 内 在 机 械 连
!! 引 ! 言
连接管件 是 广 泛 应 用 于 航 空 ’ 航 天 ’ 机 械 ’ 石 油 ’ 化工 ’ 电力等工 业 部 门 管 路 系 统 中 的 关 键 零 部 件 " 其成形方法很多 " 如焊接 ’ 形状记忆合金连接 ’ 机械连接等 ! 而在一 些 重 要 设 备 中 应 用 最 多 的 是 机 械连接 " 如内 径 挤 压 ’ 内 径 滚 压 等 ! 内 径 滚 压 成 形 是导管无扩口连 接 的 一 种 精 密 成 形 方 法 " 具 有 其 它 成形方法所 无 可 比 拟 的 诸 多 优 点
( !)
接管件方面研究 仅 局 限 于 铝 合 金 ’ 不 锈 钢 等 材 料 的 挤压成形 " 而钛合金 连 接 管 件 的 内 径 滚 压 成 形 技 术 的研究尚未开展 " 与国外的差距较大 ! 目前 " 对连接管 件 内 径 滚 压 成 形 的 理 论 研 究 很 少 " 多数是对连 接 件 的 实 验 及 应 用 研 究 " 采 用 有 限 元法对 / 1 ? 钛合金连接件内径滚压成 形的理 论分析 至今未见更多报 导 " 因 而 对 其 规 律 的 探 索 研 究 有 很 大的理论和实际 意 义 ! 内 径 滚 压 成 形 过 程 是 一 种 局 部循环加载的复 杂 变 形 过 程 " 当 采 用 三 维 有 限 元 模 型来模拟复杂的 塑 性 变 形 过 程 的 时 候 " 必 然 需 要 花 费大量的计算时 间 ! 所 以 数 学 模 型 的 建 立 和 处 理 非 常重要 " 在保证 模 拟 结 果 真 实 的 情 况 下 " 应 尽 可 能 地减少计算时 间 " 提 高 计 算 效 率 ! 本 文 结 合 实 际 加 工情况 " 利用 非 线 性 有 限 元 软 件 ^ 3 , & (M ; ^ 对连 接管件内径滚压 成 形 进 行 模 拟 " 对 模 拟 中 的 一 些 关 键问题进行了处 理 " 并 应 用 于 计 算 中 得 到 了 较 好 的 模拟结果 !
第! "卷 第!期 " # # $年"月
塑性工程学报
% &’( )* +& ,+ * . / 0 1 0 / 23 )4 0 ) 3 3 ( 0 )4
5 6 7 8 ! "!) 6 8 ! # # $ , 9 : 8!"
连接管件内径滚压成形有限元模型的建立及分析
! 中国科学院金属研究所 " 沈阳 !! # ! 吕昕宇!! 张士宏"! 许 ! 沂? ! # # ! = ! 北京航空制造工程研究所 " 北京 !! #! # # # " ?
, B 8 !!, 6 D @ B G D B G H B 7 9Y B H W S D 96 L B G W 9 D G A 7 D 6 7 7 B G D 6 H 9 T T C CY Y CY A G E. H K 9 @ A W B HE B A D A @6 L H 6 G G 9 H W B G S : 9 C CW
表 8! 材料性能参数 9 D W B 9 T / A : 8 !!A D A @ 9 W 9 D T6 L@ A W 9 D B A 7Y D 6 Y 材料 / 1 ?
* A
弹性模量
比强度 & * L 7 < " """
比刚度 & F 4 " ?= # I
# MA MA F’ _ " $ ! ! #< ? #
曾元松;! 李志强$
摘 ! 要 ! 本文主要对 5 型连接管件内径滚压成形三维有 限 元 模 拟 中 的 关 键 问 题 进 行 了 研 究 ! 对 实 际 加 工 中 的 模 具 进行了必要的简化 " 建立起符合实际加工过程的有限元仿真模型 " 对坯料网格进行合理的划分 " 给出模具与坯料间 接触区约束及速度边界条件的处理方法 ! 结果表明 " 有限元仿真能比较真实地反映实际加工情况 # 变形区的速度场 反映了金属产生塑性变形填入套管齿槽 的 成 形 行 为 # 得 到 了 齿 槽 宽 度 对 连 接 件 的 成 形 性 及 成 形 载 荷 的 影 响 ! 该 模 拟计算对于探索复杂的内径滚压成形规律具有重要意义 ! 关键词 !内径滚压成形 #5 型连接管件 # 有限元 #/ 1 ? 中图分类号 !5 %# " = !!!! 文献标识码 !*!! 文章编号 !! # # < > " # ! "$ " # # $ ! > # # _ $ > # ?
_ =
塑性工程学报
第! "卷
旋转 ! 驱动磙子 沿 管 坯 内 壁 转 动 ! 同 时 芯 轴 沿 轴 向 不断送进 ! 使 磙 子 径 向 进 给 ! 实 现 对 管 坯 胀 挤 ! 完 成导管与套管因产 生 塑 性 变 形 而 连 接 在 一 起 的 成 形 过程 "
图 "! 有限元仿真模型 , B 8 "!, 3MT B @ S 7 A W B 6 G@ 6 E 9 7 C
#单元网格划分 " 连接件靠导管与套管之间的 ; 塑性变形来实 现 密 封 " 二 者 材 料 强 度 不 同 ! 主 要 是
图 !! 内径滚压成形原理图及连接管件示意图
#成形原理图 $: # 连接管件示意图 A
导管变形 ! 套管 产 生 轻 微 变 形 ! 因 此 建 模 时 把 两 者 均定义为变形 体 " 导 管 填 充 套 管 过 程 中 ! 套 管 齿 尖 部位容易产生侵 入 现 象 ! 对 导 管 上 对 应 于 齿 尖 部 分 进行局部细分 " 采 用 四 面 体 单 元 进 行 分 网 ! 划 分 网 格后的导管与套管如图 ; 所示 "
套管 ! $ " =# $ ! 1 D ! _ ) B I / B! ; # ; " # $_ # # " # 8 ;""
!第!期
吕昕宇 等 $ 连接管件内径滚压成形有限元模型的建立及分析
_ <
;! 边界条件
; A 8! 摩擦边界条件
在金属塑性 成 形 中 ! 常 用 的 摩 擦 力 学 模 型 有 库 仑摩擦模型 " 常剪切摩擦模型 " 反正切摩擦模型等 ! 实验表明 ! 当法 向 力 或 法 向 应 力 太 大 时 ! 库 仑 摩 擦 模型常常与实验 观 察 结 果 不 符 # 由 库 仑 定 律 预 测 的 摩擦应力会超过材料的流动应力或失效应力 ! 此时 ! 需采用基于剪应 力 的 常 剪 切 摩 擦 模 型 # 内 径 滚 压 成 形属于局部加载 渐 进 成 形 ! 接 触 区 处 法 向 应 力 值 较 大 ! 因此本文选用常剪切摩擦模型 ! 该模型为 $
名称 导管 项目 图 ;! 变形体有限元模型
# 导管 $: # 套管 A
, B 8 ;!, 3M @ 6 E 9 7 6 LE 9 L 6 D @ A : 7 9: 6 E B 9 T C
# $: # A W S : 9 T 7 9 9 [ 9
9 A ;! 材料参数与工艺参数
计算 模 型 中 ! 导 管 厚 度 # 8 $ @@! 直 径 ! $ @@$ 5 型套管齿 深 # 8 " $ @@! 齿 宽 # 8 $ @@! 这 里 齿 宽 是 指两相邻齿根间距离 " 滚珠径向总压下量 # 8 ! $ @@" 导管与套管 间 的 摩 擦 系 数 # 8 !% 导 管 与 滚 珠 间 摩 擦 系数 # & !自转速度 8 # $! 滚 珠 公 转 速 度 ! " 8 $ =D A E T & ! 以下计算中除特别说明 外 ! 所 用 材 料 参 " 8 _ ; D A E T 数与工艺参数与此相同 "
吕昕宇 !3 &b > @ A B 7 7 [ B @ D 8 A H 8 H G ! V 作者简 介 & 吕 昕 宇 " 女 "! I < ? 年 生"中 国 科 学 院 沈 阳 金 属研究所 " 博士研究生 收稿日期万方数据 &" # # ? > # ; > " ;# 修订日期 &" # # ? > ! # > " I
#, $: #. A 6 D @ B G D B G H B 7 9Y B H W S D 9 H K 9 @ A W B HE B A D A @ CY Y C 6 L H 6 G G 9 H W B G S : 9 CW
9 A 9! 模型建立
内径滚压成形过 程 主 要 的 接 触 边 界 条 件 包 括 套 管与卡具 % 套管 与 导 管 % 导 管 与 磙 子 以 及 磙 子 与 芯 轴之间的接触 " 如果 建 立 一 个 完 全 真 实 的 力 学 模 型 就会使计算变得 非 常 复 杂 ! 甚 至 不 能 正 确 地 模 拟 成 形情况 ! 应进行必要的简化 " #卡具的简化 " 卡具起 到 固 定 套 管 的 作 用 ! 如 ! 果计算时按照实 际 情 况 建 立 一 个 刚 性 体 卡 具 ! 则 计 算时每步都需要 判 断 它 引 入 的 接 触 关 系 ! 会 带 来 大 量的计算时间及 额 外 复 杂 的 运 动 关 系 " 因 此 不 建 立 卡具的模型 ! 而是把 卡 具 所 起 的 作 用 通 过 限 制 套 管 的运动来实现 " #芯轴的简化 " 内径滚 压 成 形 中 ! 芯 轴 与 磙 子 " 均是施加运动的 模 具 ! 在 计 算 模 型 中 应 定 义 为 刚 性 体 " 把芯轴与磙子的 运 动 简 化 为 一 个 刚 性 体 的 运 动 来实现 ! 即建立 一 个 刚 性 体 滚 珠 ! 首 先 让 滚 珠 按 小 压下量径向进给 ! 然 后 绕 管 坯 的 轴 线 转 动 同 时 绕 自 身轴线自转 ! 当整个变形导管完成一定的变形量后 $ 重新让滚 珠 以 小 压 下 量 径 向 进 给 ! 然 后 继 续 转 动 ! 直至完成内径滚压成形仿真过程 " 单元的数量 直 接 影 响 计 算 的 时 间 和 效 率 " 为 了 便于进行计算并 保 证 计 算 精 度 ! 对 成 形 导 管 及 套 管 进行简化 ! 取 周 向 ? !轴向长度上也做一定的简 $ i 化 ! 从导管里端 与 套 管 接 触 处 开 始 取 ! 取 套 管 下 两 个齿槽的轴向长 度 ! 使 仿 真 过 程 代 表 实 际 连 接 件 成 万方数据 形 " 模型如图 " 所示 "