弯曲工艺与弯曲质量分析实验
弯曲变形分析
弯曲变形分析弯曲过程中,当坯料上作用有外弯曲力矩时,坯料的曲率半径发生变化。
图1表示板弯曲变形区(ABCD部分)内切向应力的变化情况。
弯曲过程中内区(靠近曲率中心一侧)切向受压,外区(远离曲率中心一侧)受拉。
根据变形程度,弯曲过程可分为三个阶段:1)弹性弯曲。
在变形开始时变形程度较小,坯料变形区应力最大的内、外表面的材料没有产生屈服,变形区内材料仅为弹性变形。
此时的切向应力分布如图3-1a所示。
2)弹-塑性弯曲。
随着变形的增大,坯料变形区内、外表面材料首先屈服,进入塑性变形状态。
随着变形的进一步增大,塑性变形由表面向中心逐步扩展。
切向应力分布如图3-1b。
3)纯塑性弯曲。
变形到一定程度,整个变形区的材料完全处于塑性变形状态。
切向应力分布如图3-11c。
弯曲变形过程在压力机上采用压弯模具对板料进行压弯是弯曲工艺中运用最多的方法。
弯曲变形的过程一般经历弹性弯曲变形、弹-塑性弯曲变形、塑性弯曲变形三个阶段。
现以常见的V 形件弯曲为例,如图1 所示。
板料从平面弯曲成一定角度和形状,其变形过程是围绕着弯曲圆角区域展开的,弯曲圆角区域为主要变形区。
弯曲开始时,模具的凸、凹模分别与板料在 A 、B 处相接触。
设凸模在 A 处施加的弯曲力为 2F (见图 1 a )。
这时在 B 处(凹模与板料的接触支点则产生反作用力并与弯曲力构成弯曲力矩M = F·(L 1 /2),使板料产生弯曲。
在弯曲的开始阶段,弯曲圆角半径r很大,弯曲力矩很小,仅引起材料的弹性弯曲变形。
图1 弯曲过程随着凸模进入凹模深度的增大,凹模与板料的接触处位置发生变化,支点 B 沿凹模斜面不断下移,弯曲力臂 L 逐渐减小,即 L n < L 3 < L 2 < L 1 。
同时弯曲圆角半径 r 亦逐渐减小,即 r n < r 3 < r 2 < r 1 ,板料的弯曲变形程度进一步加大。
弯曲变形程度可以用相对弯曲半径 r/t表示,t为板料的厚度。
第三章:弯曲工艺与弯曲模具设计
校正弯曲时,回弹角修正量: K90
不是90°的角按下式修正: x ( / 90)90
➢ 当r/t < 8~10时,要分别计算弯曲半径和弯曲角的回弹值,再修正。
弯曲板料时
凸模的圆角半径: rp 1/(1/ r) (3 s / Et)
凸模圆弧所对中心角: p
(r
/ rp )
弯曲件的滑移
6. 最小弯曲半径 rmin
❖ r/t 小 —— 变形程度大 —— 弯曲破坏。 影响最小弯曲半径的因素:
❖ 材料的机械性能:好塑性(塑稳)、退火处理、热弯、开槽减薄 ❖ 方向性:折弯线垂直纤维方向:伸长变形能力强
❖ 板宽:B/t 小(< 3) ❖ 弯曲角:小, 直边有切向形变。 ❖ 板料表面质量和断面质量:差处易应力集中发生破坏。 ❖ 板料厚度:t小 —— 切向应变小 —— 开裂小。
弯曲件的工序安排
1. 工序安排的一般原则 ➢ 先弯外角后弯内角,后次弯曲不能影响前一次弯曲变形,前次弯曲应考 虑后次弯曲有合适的定位基准。 ➢ 当有多种方案时,要进行比较,进行优化。
2. 工序安排的一般方法 ➢ 形状简单的弯曲件可一次弯曲成形。如V形、U形、Z形。 ➢ 形状复杂的弯曲件可用两次或多次压弯成形。
➢ r/t值
小r/t: 加厚筋边或 减小 r; 其值大时拉弯
(在同条件下,r/t越小,则总变形量就越大,回弹就越小。) 工艺处理
➢ 弯曲中心角
(α越大,变形区长度越长,参与变形的区域越大,回弹越多。)
小
➢ 弯曲方式与校正力大小
(自由弯曲回弹大,校正弯曲回弹小,校正力越大回弹越小。)
➢ 工件形状
(工件形状越复杂,回弹就越少。)
弹-塑性变形: 塑性变形:
L1-L2 ,r1-r2 超过屈服极限,
钢管弯曲工艺分析及模具设计
弯 曲件宽度 ( m m);
卜 _ _弯 曲材料 厚 度 ( r n m) ;
弯 曲件 内弯曲半径 ( m m);
— —
材料抗拉强度 ( MP a )。
将七 =1 . 3,6 =1 1 4 mm ,t = 5 mm,R= 3 4 3 mm ,
譬
7 9
WI V I  ̄ . I I I Ct OI WO f l C I N RI 9 .  ̄ o . c o m J
( 2 )钢管压模弯 曲力计算 弯 曲力计算是设计
弯 曲模 和 选择 压 力设 备 吨 位 的重 要 依据 。根据 弯 曲
压模最小壁厚及宽度设计。通过对钢管 受力分析计算 ,并考虑滚压模的经济性 ,最 弯管压模壁厚取1 0 am,宽度取2 r 8 0 mm。
应变分量 ( 见图2 ) ,一种应变状态只有一组主应
变。
一
点的应变状态也可分解成 两部 分 ,如 图3 所
示 。第一部分以平均应变 为各 向应变的三 向等 应变状态 E = ( +5 : +6 )/ 3 ,表示 了单元体 体积的变化 。第二部分是以各 向主变应与 的差 值为变应值构成的应变状态 ,表示了单元体形状的
( 1 )模具材料的基本要求 根据工作部分对模 具硬度的要求 ,硬度要达 ̄ I J 5 8  ̄ 6 4 HR C,具 有高耐 磨性 和足够 韧度 ,以及 良好 的使用性能和 工艺性
图 1
能 ,故该弯管压模选用Z G 3 1 0 —5 7 0 材质。
参磊 工 热 加 工 热
= 4 6 0 MP a 代入上式 ,计算得F 自 = 3 4 2 8 N,现车间
选用功率为4 0 k W 的 三辊 卷 板 机 进 行 滚 压 生 产 ,完 全能 满 足所 需 弯 曲力 的要 求 。
弯曲过程分析
图5 开槽后进行弯曲
弯曲件的回弹
1.回弹现象 弯曲回弹的表现有两个方面,如图3.6所示:
图6 弯曲回弹现象
(1)曲率减小 如以ΔK表示曲率的减小量则:
ΔK=1/rp—1/r 弯曲半径的增加量为:Δr=r—rp 式中:ΔK——曲率回弹量;
Δr——弯曲半径回弹量 (2)弯角增大
Δα=α—αp 式中:Δα——弯曲角度的回弹量(回弹角)
2.分析网格的纵向线条可以看出,在弯曲前aa=bb, 弯曲后则aa<bb。由此可见,在弯曲区域内,纤维 沿厚度方向变形是不同的,即弯曲后,内层纵向纤 维受压缩而缩短,外层纵向纤维受拉伸而伸长,由 内外表面至板料中心,其伸长和缩短的程度逐渐变 小,其间存在一层纤维既不伸长也不缩短,这层纤 维称为变形中性层。
3.从弯曲件变形区域的横断面来看,变形有以下两
种情况,如图4.4所示:
(1)对于窄板(B<3t),在宽度方向产生显著变形,弯 曲内侧材料受到切向压缩后,便向宽度方向流动, 内侧宽度增加,在弯曲区外侧的材料受到切向拉 延后,外侧宽度减小,断面略呈扇形。
(2)对于宽板(B>3t),由于弯曲时宽度方向变形阻力 大,材料不易流动,因此弯曲后在宽度方向无明 显变化,断面仍为矩形。
图3.12 橡胶弯曲模
5.偏移与克服偏移的方法
(a)
(b)
图3.13 制件弯曲时偏移现象
(a)制件要求的形状 (b)坯料产生偏移后制件形状
解决坯料在弯曲过程中的偏移,常采用压料装 置 。防止偏移的另一种方销插 入孔内,使其无法移动 。
弯曲过程分析
图1 弯曲件的基本类型
弯曲变形过程
弯曲过程是由自由弯曲和校正弯曲组成,而自 由弯曲包括弹性变形和塑性变形这两个阶段。
模具设计基础-第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
V形弯曲板材受力情况
1-凸模 2-凹模
2.弯曲变形过程
自由弯曲 弹性弯曲
校正弯曲 塑性弯曲
弯曲效果:表现为弯曲半径和弯曲中心角的变化(减小)。
3.弯曲变形分析
研究材料的变形,常采用网格法。根据坐标网格的变 化情况来分析弯曲变形时毛坯的变形特点。
• 防止弯裂的措施如下。 • (1) 使用表面质量好的毛坯。 • (2) 采用合理的模具间隙,改善润滑条件,减少弯曲时毛
坯的流动阻力。 • (3) 制件的相对弯曲半径大于最小相对弯曲半径。若不能
满足时,应分两次或多次进行弯曲。 • (4) 对于塑性差或加工硬化较严重的毛坯,先退火后弯曲
。 • (5) 把毛坯有毛刺的一面置于变形区的内侧。
Hale Waihona Puke 2、滑移——指在弯曲过程中,毛坯沿凹模口滑动时由于 两边所承受摩擦阻力不同而出现的毛坯向左或向右移动的现象, 使弯曲件的尺寸精度达不到要求。
形成滑移的主要原因是毛坯沿凹模口滑动时两边所受的摩 擦阻力不相等,如图 所示。其中,图(a)为制件形状不对称而 造成的滑移;图(b)为凹模口两边圆角不相等造成的滑移;图(c) 为制件两边弯曲角不同而造成的滑移。
角度回弹量 Δθ是指模具在闭合状态时工件弯曲角θ 与弯 曲后工件的实际角度 θ0 的差值,即 Δ θ = θ0 − θ
1.影响回弹的主要因素 影响回弹的因素很多,主要有以下方面。 (1)材料的力学性能。屈服极限σs越高,材料在一定变 形程度下,其变形区断面内的应力也越大,因而引起更大 的弹性变形,所以回弹值也大。弹性模量 E 越大,则抵抗 弹性变形的能力越强,所以回弹值越小。 (2)材料的相对弯曲半径 r/t。随着 r/t的减小,塑性变 形成分变大,回弹量降低。
弯曲试验方法 标准
弯曲试验方法标准
弯曲试验是一种测定材料承受弯曲载荷时的力学特性的试验,主要应用于材料科学和工程领域。
根据不同的材料类型和测试标准,弯曲试验的方法和标准也有所不同。
以下是一些常见的弯曲试验方法和标准:
1. 金属材料弯曲试验方法(GB/T:该标准规定了金属材料弯曲试验方法,包括试样的形状、尺寸、制备方法和试验步骤等。
该标准适用于金属材料弯曲性能的测定,包括弯曲强度、弯曲模量等指标。
2. 塑料弯曲试验方法(GB/T:该标准规定了塑料弯曲试验方法的原理、试样形状和尺寸、试验环境、试验步骤和结果处理等。
该标准适用于塑料弯曲性能的测定,包括弯曲强度、弯曲模量等指标。
3. 玻璃弯曲试验方法(GB/T:该标准规定了玻璃弯曲试验方法的原理、试样形状和尺寸、试验环境、试验步骤和结果处理等。
该标准适用于玻璃弯曲性能的测定,包括弯曲强度、弯曲模量等指标。
4. 纸和纸板弯曲试验方法(GB/T:该标准规定了纸和纸板弯曲试验方法的原理、试样形状和尺寸、试验环境、试验步骤和结果处理等。
该标准适用于纸和纸板弯曲性能的测定,包括弯曲强度、弯曲模量等指标。
除了以上常见的弯曲试验方法和标准,还有许多其他针对特定材料的弯曲试验方法和标准,如木材、复合材料、橡胶等。
在进行弯曲试验时,应根据所测材料的类型和测试目的选择合适的试验方法和标准。
板料弯曲工艺、原理与参数
板料弯曲工艺、原理与参数板料弯曲是一种常见的金属加工工艺,通常用于制造各种金属构件和产品,如金属箱体、金属管道和金属零件等。
在板料弯曲工艺中,通过施加力和热能使金属材料发生弯曲变形,以获得所需的形状和尺寸。
本文将介绍板料弯曲工艺的原理、参数和应用。
一、板料弯曲工艺原理板料弯曲是将金属板料沿一条或多条直线或曲线进行弯曲变形,通过施加力使板料产生弯矩,弯曲工艺通常分为弹性弯曲和塑性弯曲两种方式。
1.弹性弯曲在板料的弯曲过程中,如果所施加的应力在金属材料的弹性范围内,板料会恢复到原始形状,这种弯曲方式被称为弹性弯曲。
弹性弯曲是通过力的作用使板料发生形状变化,但不改变其结构。
2.塑性弯曲当板料受到的应力超过其弹性范围时,金属材料会发生塑性变形,称为塑性弯曲。
一旦板料经历了塑性变形,其形状和结构会发生不可逆的变化。
二、板料弯曲工艺参数板料弯曲过程中,需要考虑一系列参数,包括板料的材质、厚度、宽度,弯曲半径、弯曲角度、弯曲方向、弯曲力和温度等。
1.板料材质不同的金属材料具有不同的力学性能,如弹性模量、屈服强度、抗拉强度等,对板料的弯曲性能和工艺参数有直接影响。
常用的板料材质有钢板、铝板和不锈钢等。
2.板料厚度和宽度板料的厚度和宽度也会影响弯曲工艺的选择和参数的确定。
较薄的板料可以采用冷弯工艺,而较厚的板料则需要采用热弯或滚弯等工艺。
3.弯曲半径和角度弯曲半径是板料弯曲曲线的半径,通常用来控制板料的曲率和弯曲度。
弯曲角度是板料弯曲后的角度,可以根据产品要求进行调整。
4.板料弯曲方向板料的弯曲方向通常分为横向弯曲和纵向弯曲两种方式。
横向弯曲发生在板料的宽度方向,纵向弯曲发生在板料的长度方向,根据不同的产品要求和设计需要选择弯曲方向。
5.弯曲力在板料弯曲工艺中,需要施加适当的力来使金属板料发生弯曲变形。
弯曲力的大小与板料的材质、厚度和宽度等因素有关,可以通过试验和模拟分析来确定。
6.温度在某些情况下,可以通过控制板料的温度来改善弯曲工艺。
弯曲工艺及弯曲件的结构工艺性
四. 弯曲件的结构工艺性
弯曲件尺寸标注
应有利于减少冲压工序
弯曲件精度
一般不高于IT13级,角度公差大于±15′。
一. 弯曲工艺
弯曲概念
将板料、型材、管材或棒料等按设计要求弯成一定 的角度和一定的曲率,形成所需形状零件的冲压工序。
一. 弯曲工艺
弯曲分类
➢压弯 ➢折弯 ➢滚弯 ➢拉弯
二. 弯曲变形过程
弯曲变形过程:以简单V形件为例
二. 弯曲变形过程
弯曲工序分类
➢自由弯曲
弯曲结束时,凸模、凹模、毛坯三 者相吻合,凸模不再下压。
四. 弯曲件的结构工艺性
当直边高度H<2t时: ①加工艺余料
②在弯曲内R处压凹坑
四. 弯曲件的结构工艺性
弯曲件的孔边距
➢使孔处于弯曲变形区之外: 先冲孔后弯曲
要求:当t<2mm时,s≥t; 当t≥2mm时,s≥2t。
➢不满足上述要求时:必须先弯曲,再冲孔。
四. 弯曲件的结构工艺性
弯曲线位置
弯曲线不应位于弯曲件宽度的突变处,以免发 生撕裂现象。
四. 弯曲件的结构工艺性
纠正措施
①将弯曲线移动一定距离,避开宽度突变处 。
四. 弯曲件的结构工艺性
②事先冲出止裂孔或止裂槽
并满足b≥t,h=t+r+b/2的条件
四. 弯曲件的结构工艺性
定位工艺孔
采用孔定位能有效防止毛坯在弯曲中产生偏移,有利 于保证制件质量。如果毛坯上没有适合于定位的孔,最 好能增添定位用的工艺孔。
最适宜弯曲的r18Ni9Ti不锈钢等。
较硬材料弯曲时,需增加工序改变性能: ①先退火处理后弯曲,最后淬火。 ②加热后弯曲。
四. 弯曲件的结构工艺性
形状尺寸
模具设计基础-第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计ppt课件
自由弯曲 弹性弯曲
校正弯曲 塑性弯曲
弯曲效果:表现为弯曲半径和弯曲中心角的变化(具设计
3.弯曲变形分析 研究材料的变形,常采用网格法。根据坐标网格的变
化情况来分析弯曲变形时毛坯的变形特点。
模具设计基础 第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
(1)弯曲变形区的位置 通过对网格的观察,可见弯曲圆角部分的网格发生了显 著的变化,原来的正方形网格变成了扇形。靠近圆角部分的 直边有少量变形,而其余直边部分的网格仍保持原状,没有 变形。说明弯曲变形的区域主要发生在弯曲圆角区,即弯曲 带中心角α 范围内。
模具设计基础
—弯曲工艺与弯曲模具设计
.
模具设计基础 第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
了解弯曲工艺及弯曲件的结构工艺性分析,理解弯 曲变形过程分析,理解弯曲件的质量问题及防止措施, 掌握弯曲工艺设计和弯曲模具典型结构组成及工作过程 分析。
应该具备的能力:具备弯曲件的工艺性分析、工艺 计算和典型结构选择的基本能力,初步具备根据弯曲件 质量问题正确分析原因并给出防止措施的能力。
模具设计基础 第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
二、弯曲件回弹
材料在弯曲过程中,伴随着塑性变形总存在着弹性变形, 弯曲力消失后,塑性变形部分保留下来,而弹性变形部分要恢 复,从而使弯曲件与弯曲模的形状并不完全一致,这种现象称 为弯曲件的回弹。回弹是所有弯曲件都存在的问题,只不过是 回弹量大小而已。回弹量的大小通常用角度回弹量 Δθ 和曲率 回弹量 Δ r 来表示。
模具设计基础 第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
弯曲件在生产生活中经常见到,如下图所示的电器元 件和弯管均为弯曲件。这些产品的共同特点是:不管是板 类件还是管形件,都有一定的弯曲角度。另外,很多弯曲 件上有孔,是先冲孔还是先弯曲,如何判断并制定加工的 先后顺序呢?
关于管材弯曲成形的研究
2019.19科学技术创新关于管材弯曲成形的研究陈琳(沈阳飞机工业集团有限公司,辽宁沈阳110000)1管材的传统弯曲成形工艺由于管材弯曲能够满足产品轻量化的生产要求,并且通过不同的弯曲成形工艺可以获得形状各异的产品,从而使其在航空航天等领域中得到越来越广泛的应用。
可进行弯曲成形的管材材质以金属及合金为主,常见的形状包括圆形截面、矩形截面和不规则截面。
传统的管材弯曲成形工艺有以下几种:1.1绕弯成形这是管材弯曲成形最为常用的一种工艺,根据操作方式的不同,可以分为手工绕弯和机械绕弯两种。
1.1.1手工绕弯。
该工艺是指操作人员借助简单的装置对管材进行弯曲加工,具体分为冷弯和热弯,小直径管材的弯矩相对较小,可以采用冷弯的方法;大直径的管材由于弯矩较大,所以需要采用热弯的方法。
手工弯曲工艺最为突出的特点是成本低、便于调节,但生产效率不高,很难实现大批量生产。
1.1.2机械绕弯。
该工艺是指通过弯管机对管材进行弯曲成形,工厂中常用的弯管机有两种形式,一种是立式,另一种是卧式。
按照技术工艺,可以细为以下三种情况:有芯弯管、无芯弯管和顶压弯管。
由于弯管机的整个弯曲成形过程是在冷态下完成,所以,其又被称之为冷弯管机。
使用这种工艺进行管材弯曲时,不需要向管内添加填料,其特点是效率高、质量好,可实现批量化生产。
1.2推弯工艺在传统管材弯曲成形中,推弯是一种较为常用的方法,多用于弯头的制作,主要的加工机械为压力机、液压机和专用的推制机。
根据工艺原理,可分为以下两种,一种是型模式冷推弯管,另一种是芯棒式热推弯管。
1.3滚弯工艺所谓的滚弯就是用三个驱动辊轮对管材进行弯曲成形,其工艺原理与板材滚弯相类似,二者的区别在于管材滚弯工艺中使用的辊轮具有与管坯断面形状吻合的工作面。
想要获得不同曲率半径的弯管,只需要对辊轮的间隙进行调整即可实现。
上述弯曲成形工艺适用于形状比较简单的管材弯曲成形过程,如果想要获得形状比较复杂,或是曲率连续变化的弯管,这些工艺方法很难实现。
弯曲加工的质量检测和控制
弯曲加工的质量检测和控制在工业生产领域中,弯曲加工是一项常见的加工方式。
它可以将板材、管材、棒材等加工成不同弯度和形状的弯管件,用于制造汽车、航空、建筑等各种领域的产品。
然而,弯曲加工的质量控制是一个十分重要的问题。
由于弯曲过程中存在许多不确定性因素,导致弯管件的形状和尺寸难以精确控制。
因此,如何实现弯管件的质量检测和控制成为了重要的研究方向。
一、弯曲加工的质量问题弯曲加工是一项复杂的工艺,需要考虑诸多因素的影响。
首先,材料的物理性质会影响到弯曲的弯度和形状。
例如,材料的弹性模量、屈服强度等参数的变化都会导致弯管件的形状和尺寸发生偏差。
其次,弯管机的结构和性能也会对弯管件的质量产生影响。
例如,弯管机的弯管头半径、弯曲角度、弯曲速度等参数的不同,都会对弯管件的形状和尺寸产生影响。
此外,弯管件在弯曲过程中还会受到外力的影响,例如摩擦力、惯性力等,这些因素都会导致弯管件的形状和尺寸受到影响。
由于弯管件的质量控制是一个复杂的问题,其质量检测和控制方法也较为复杂。
下面将介绍几种常见的检测和控制方法。
二、弯管件的质量检测方法弯管件的质量检测方法可以分为两种:非接触式检测和接触式检测。
非接触式检测主要利用成像技术,例如光学投影仪、激光扫描等。
这些方法可以快速获取弯管件的形状和尺寸信息,并进行比对,判断其是否符合要求。
接触式检测主要利用一些传感器测量弯管件的形状和尺寸。
例如,利用激光测距仪、力触头等传感器,可以快速测量弯管件的形状和尺寸,从而进行质量检测。
三、弯管件的质量控制方法弯管件的质量控制主要包括以下几个方面:1. 合理设计弯管件的形状和尺寸。
在进行弯曲加工前,需要对弯管件的形状和尺寸进行设计和计算。
这可以通过计算机模拟、试制等方法来实现。
合理的设计可以降低弯管件的变形和尺寸误差,从而提高弯管件的质量。
2. 优化弯曲加工工艺参数。
弯管件的弯曲加工过程中需要考虑多个参数,例如弯曲头半径、弯曲角度、弯曲速度等。
三点弯曲实验原理
三点弯曲实验原理一、引言在材料科学和工程领域中,三点弯曲实验是一种常用的实验方法,用于研究材料的力学性能和变形行为。
通过施加外力在材料上形成弯曲应力,可以得到材料的弯曲刚度、韧性和强度等参数。
本文将介绍三点弯曲实验的原理和步骤,并讨论其应用和注意事项。
二、三点弯曲实验原理三点弯曲实验是通过在一根材料上施加力,使其弯曲而不破断,从而对材料的力学性能进行评估。
在实验中,一根长条形的材料被放置在两个支撑点上,然后在中间施加外力。
一般情况下,外力施加垂直于材料的平面上,使材料在两个支撑点之间发生挠度。
这个过程中,可以测量材料的挠度和外力之间的关系,进而得到材料的力学性能。
三点弯曲实验的原理基于材料的弯曲弹性力学理论,具体来说,可以按照以下步骤进行:1. 确定实验参数在进行实验之前,需要确定一些实验参数,包括悬臂梁的长度、宽度和高度等。
这些参数将直接影响到实验的结果和分析。
2. 构建实验装置根据实验参数,构建适当的实验装置。
一般来说,实验装置包括两个支撑点和一个施加力的载荷点。
支撑点通常是具有尖角或者球形的形状,以减小对材料的损伤。
载荷点可以是机械装置或者电机。
3. 定义实验过程通过控制载荷点施加的外力和时间,定义实验过程。
可以根据需要进行等速或者等力的弯曲过程。
4. 进行实验测量在实验过程中,需要测量材料的挠度和载荷点施加的外力。
挠度可以使用位移传感器测量,外力可以使用负荷传感器测量。
5. 分析实验数据根据实验测量结果,进行数据分析。
常见的分析方法包括绘制载荷-挠度曲线、计算材料的弯曲刚度和强度等指标。
三、三点弯曲实验步骤三点弯曲实验的步骤可以总结如下:1.准备材料和实验装置。
2.确定实验参数,包括悬臂梁的长度、宽度和高度等。
3.构建实验装置,包括支撑点和载荷点。
4.控制载荷点施加外力,开始实验。
5.在实验过程中,测量材料的挠度和载荷点施加的外力。
6.结束实验,记录实验数据,如载荷-挠度数据。
7.根据实验数据,分析材料的力学性能,如弯曲刚度、韧性和强度等指标。
弯管工艺过程的受力分析及工艺分析
弯管工艺过程的受力分析及工艺分析随着现代化生产系统的不断发展,各种物料的管道运输系统日益增多,如石油输送管道、天然气输送管道、输水管道以及应用在各种机器中的小型管道管路系统。
在这些管道系统中,管道常需要改变方向,那么,不可避免地要用到各种弯管,其中圆弧型弯管应用最广。
圆弧弯管相对于其它类型的弯管有许多优势,首先,各种物料在圆弧弯管处流动平稳,对管壁冲击力小且均匀;其次,圆弧弯管本身应力集中小,强大高,抗冲击力大。
因此,圆弧弯管在各种管道系统中得到了广泛应用。
各种直径、各种角度的圆弧弯管大多是用各种手动或机械弯管机加工生产出来的。
目前,市场上加工弯管机械设备型号、规格非常多,其工作原理也有所不同。
弯管的工艺过程是一个复杂的弹性、塑性变形过程。
材料发生弹性或塑性变形主要取决于材料内部的应力与应变,而材料内部的应力或应变主要由作用在材料上的外载荷引起的。
在弯管过程中,管子弯曲部分内部的应力及应变将发生复杂的变化,应力及应变的大小、方向及变化速度将影响到弯管的质量。
弯管过程中出现的各种质量缺陷,如外管壁出现裂纹,内管壁起皱,横截面畸变等,一方面与材料本身性质有关;另一方面与弯管机施加在管子上外载荷大小、方向、速度及外载荷间相对位置有关。
本文尝试从分析弯管工艺过程的内应力及应变入手,得出影响弯管质量的外在因素,为各种弯管机的设计,弯管工艺参数的选择提供理论基础上的支持。
这个问题虽然不是很复杂,但目前各种资料尚未对此加以系统、详细地分析与阐述,本文想在最近几年塑性力学发展成果及最近国内外有关弯管机工作原理的研究与开发的基础之上,对此问题进行浅显论述与说明。
1 弯管机的工作原理及受力分析目前,国内外生产的机械弯管机绝大部分采用如图1.1所示的工作原理。
根据弯管机的工作原理,可分析得出管子在弯曲过程中所受力简图如图1.2所示。
其中,F为靠模作用在管子上的正压力,N为转模在与管子相切处作用在管子上的正压力,其余部分作用在管子上的力较小且对管子弯曲变形影响不大,所以,可忽略不计。
纯弯曲实验报告
纯弯曲实验报告纯弯曲是一种力学试验方法,通常用于评估材料的弯曲刚度和弯曲强度。
本次实验旨在探究两种不同材料的弯曲性能,并分析其结果。
实验设计本次实验使用了两个不同材质的杆材进行测试。
第一个杆材采用了铝合金材料,长度为100cm,直径为1cm。
第二个杆材采用了无定形塑料材料,长度为100cm,直径为0.5cm。
在实验开始前,我们打开实验设备的电源并准备好测试仪器。
我们调整测试仪器的参数以适应我们所使用的材料,包括弯曲测试的速度和初始弯曲角度。
一切准备就绪后,我们将第一个杆材放入实验装置并进行第一轮弯曲测试。
我们记录了此次测试的弯曲载荷和弯曲程度。
接着,我们继续进行第二轮弯曲测试,直到达到极限载荷。
在此过程中,我们还记录了杆材的弯曲程度和载荷大小。
同样,我们对第二个杆材也进行了此次实验的全部步骤,并记录相应数据。
实验结果我们用实验数据绘制了载荷-弯曲变形曲线,并进行了一些计算。
首先,我们计算了弯曲刚度,即载荷与弯曲程度之比。
然后,我们计算了每个杆材的最大弯曲载荷和最大弯曲程度。
从实验数据和图表中可以看出,铝合金杆材的弯曲刚度远高于无定形塑料杆材。
这表明铝合金杆材在受到载荷时可以更好地保持强度和稳定性。
此外,铝合金杆材的最大弯曲载荷也比无定形塑料杆材高得多,即使受到相同的弯曲程度,铝合金杆材仍能够继续承受更大的载荷。
结论本次纯弯曲实验表明,铝合金杆材在弯曲测试中表现出更高的刚度和更高的弯曲载荷。
这意味着铝合金杆材对承受弯曲载荷时能够保持更好的形状和稳定性。
无定形塑料杆材的弯曲刚度较低,更容易形变,并且其弯曲载荷较小。
实验中采用的测试方法和参数可以用于评估各种材料的弯曲性能,并为材料选择和设计提供有用的指导。
最后,我们需要指出,本次实验并非杆材在实际应用中所处的环境,故实验结果所表现的杆材弯曲性能与实际环境可能会有所不同。
因此,在实际设计中,需要考虑到实际环境、应用载荷、材料因素等多方面因素。
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弯曲工艺与弯曲质量分析实验
一、实验目的:
理解弯曲工艺参数对弯曲件质量的影响。
二、实验内容:
校正弯曲的弯曲力与弯曲质量。
弯曲变形时伴随有弹性变形,当外载荷去除后,塑性变形保留下来,而弹性变形会完全消失,使弯曲件的形状和尺寸发生变化而与模具尺寸不一致,称为弯曲回弹。
板料的弯曲回弹主要表现为弯曲件曲率变化和弯曲角的变化。
回弹问题是冲压成形中最棘手的问题,主要表现在影响回弹量的因素上,实践表明,回弹量随材料强度、模具间隙及弯曲半径的增加而增加,岁板厚的增加而减少,而材料的各向异性将导致各处的回弹量不同。
而会谈两又必须控制在容许范围内,以确保零件的最终形状满足外观要求,并能进行装配。
特别是在近年来由于高强度钢板和铝合金板材的大量使用,回弹问题更为突出。
当板料变形不大时,如2D弯曲件,回弹以弹性为主,当拉力使板料彻底发生塑性变形时,回弹将最小化。
板料冲压成形过程中回弹缺陷的控制方法主要分为两类:一类是通过修正模具型面获模具结构使冲压件过正成形,利用回弹规律,使其卸载后的形状与期望值相符或相近;另一类是制定合理的成形工艺,改变板料成形时的应力状态,抑制回弹变形的发生。
本实验主要研究第二类控制回弹缺陷的方法,即通过制定合理的成形工艺来抑制回弹的发生。
三、实验原理:
通过获得实际结构在真实载荷作用及工艺条件下回弹前后的实际数据,然后再整理成为经验公式和图标,用作参考。
弯曲件的回弹变形如图3-1所示,p、α、γ分别表示回弹前板料中性层的曲率半径、弯角和弯曲板料内表面的圆角半径;p、、α、、γ、分别表示卸载后板料中性层的曲率半径、弯角和弯曲板料内表面的圆角半径。
如前所述,影响弯曲件回弹变形的因素很多,本实验主要研究校正弯曲力对
回弹变形的影响。
板料的弯曲过程分为两种情况:一是自由弯曲过程;一是校正
弯曲过程(如图3-2和3-3所示)。
图3-2 自由弯曲过程图3-3校正弯曲过程
自由弯曲时,由于弯曲件的成形部分在冲压过程中不受模具的校正影响,所以卸载后回弹量较大,故在实际生产中较少使用;而校正弯曲是在板材自由弯曲的终了阶段,凸模继续下行将弯曲件压靠在凹模上,对弯曲件的圆角和直边进行精压,减少了回弹的影响,所以在实际中较为常见。
自由弯曲的过程是,把弯曲件的一半分为三段:圆角区OA段、直边变形区AB和直边不变形BC段。
OA与AB至变形始终产生内闭的弯曲变形(弯曲角与弯曲半径均减小)。
所以,回弹的趋势均为外开。
如图3-4。
用无底凹模弯曲V 形件时回弹量是比较大的。
图3-4用无底凹模弯曲V形件
用带底的凹模弯曲V形件,如图3-5所示,回弹的情况有很大的不同。
图3-5用带底凹模弯曲V形件
随着凸模继续下压,凹模支撑点将继续瞎话,支撑点以外的板料将开始朝反向弯曲,如位置Ⅱ所示。
这是弯曲件直边变形区AC段呈S形,切点A与B将变形部分板料分成三段弧形:OA段、AB段和BC段。
从位置Ⅱ开始,凸模继续下压,OA段与BC段将产生完全内闭的弯曲,而AB段则产生外开的弯曲,未知Ⅲ则显示了这种变形趋势,直到完全贴膜。
当弯曲件脱离模具后,OA段与BC
段将产生外开回弹,AB段则产生内闭回弹,如图3-5所示。
这三段综合作用的结果将决定弯曲件回弹后的形状。
如果OA段与BC段外开回弹量之和大于AB段内闭回弹量,弯曲件将产生正回弹,反之则产生副回弹。
校正力还有一个经验公式:
F校=PA
式中:F
——矫正弯曲力;
校
A——校正面垂直投影面积;
P——单位面积上的校正力;其值见表3-1。
校正力对回弹值的影响。
四、试验器材:
Q195板材(120×45×1mm)、20吨电子拉压试验机、凸模圆角半径为4mm,弯曲角度为90度;凹模圆角半径为5mm,凹模开口尺寸为90mm、游标角度尺。
五、实验步骤:
1.将凸模、凹模安装至拉压试验机上,并放上板材;
2.分别使用拉压试验机对不同试件施加5KN、10KN、20KN、50KN、100KN、120KN、150KN、170KN、180KN、200KN的校正弯曲力;
3.使用游标角度尺对试件进行测量,并记录在表格中;
4.将所得数据标在坐标图上并进行数据分析。
五、实验结论:。