基于黏弹塑性模型的弯管回弹规律的研究

发布时间：2022-12-09 00:34

　　金属管材在航天、汽车、船舶、化工等行业应用广泛,人们通常根据需要对管材进行弯曲加工。壁厚减薄和截面畸变等弯管成形缺陷可通过使用芯棒等工艺措施加以改善,而回弹是无法避免的。回弹是评价管材弯曲加工质量最重要的指标,精确预测和控制管材弯曲回弹量在工程中具有重要意义。主要研究内容如下:基于线弹性-幂强化本构模型建立了金属材料弯管回弹模型,回弹公式推导过程中考虑了管材壁厚和应变中性层偏移对弯管回弹角度的影响。应用ABAQUS模拟弯管瞬时回弹过程,选取弹塑性模型描述金属卸载回弹时的本构关系,对比仿真数据和理论值,验证了回弹公式的正确性。通过对比仿真数据和理论计算结果得出,弯管回弹角度与弯曲工艺参数相关,随着管材壁厚、弯曲曲率半径和弯曲角度的增大而增大,随着管材外径增大而减小。金属普遍具有一定的黏性力学特征,在卸载回弹过程中材料的黏性影响很大,导致金属管材在成形完成后的几十天后仍存在滞后回弹。选取双层黏弹塑性模型描述06Cr19Ni10管材弯曲卸载回弹时的本构关系,进行单轴拉伸和应力松弛试验获取材料力学性能参数。应用ABAQUS模拟弯管滞后回弹过程,获得60天内弯管滞后回弹角度的仿真值。选取06Cr... 

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 关于弯管瞬时回弹与应变中性层偏移的研究现状
        1.2.2 关于材料黏弹塑性与弯管滞后回弹的研究现状
    1.3 本文章节安排
第2章 金属管材弯曲瞬时回弹模型
    2.1 金属管材弯曲成形简介
    2.2 建立弯管瞬时回弹模型
        2.2.1 回弹模型相关假设
        2.2.2 弯曲管段应力状态分析
        2.2.3 基于弹塑性材料的弯管瞬时回弹模型
    2.3 求解弯管瞬时回弹量
        2.3.1 求解弯曲截面弯矩
        2.3.2 求解回弹后曲率半径与回弹角
    2.4 本章小结
第3章 黏弹塑性材料模型
    3.1 黏弹性本构模型
        3.1.1 Maxwell黏弹性模型
        3.1.2 Kelvin黏弹性模型
        3.1.3 广义Maxwell黏弹性模型
        3.1.4 Wiechert黏弹性模型
    3.2 黏弹塑性本构模型
        3.2.1 各向同性强化黏弹塑性模型
        3.2.2 双层黏弹塑性模型
    3.3 本章小结
第4章 06Cr19Ni10材料力学性能试验
    4.1 单轴拉伸试验
        4.1.1 单轴拉伸试验方法
        4.1.2 单轴拉伸试验结果
    4.2 应力松弛试验
        4.2.1 应力松弛试验方法
        4.2.2 应力松弛试验结果
    4.3 06Cr19Ni10双层黏弹塑性模型相关参数
    4.4 本章小结
第5章 弯管回弹模型仿真分析
    5.1 弯管瞬时回弹仿真
        5.1.1 瞬时回弹模型
        5.1.2 瞬时回弹仿真结果
    5.2 弯管滞后回弹仿真
        5.2.1 滞后回弹模型
        5.2.2 滞后回弹仿真结果
    5.3 本章小结
第6章 管材弯曲回弹实验
    6.1 弯管回弹实验方法
    6.2 瞬时回弹实验结果
    6.3 滞后回弹实验结果
    6.4 本章小结
第7章 结论与展望
参考文献
在学研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]黏弹性材料等效分数阶微观结构标准线性固体模型[J]. 徐业守,徐赵东,葛腾,徐超.  力学学报. 2017(05)
[2]1Cr18Ni9Ti管弯曲回弹影响因素的实验研究[J]. 朱超强,舒晋君.  技术与市场. 2016(06)
[3]一种基于黏弹性理论预测DP600钢板滞后回弹的新模型[J]. 孙帅,鄂大辛.  金属学报. 2015(11)
[4]1Cr18Ni9Ti不锈钢管滞后回弹的黏弹塑性建模和有限元模拟[J]. 刘贺,鄂大辛.  精密成形工程. 2015(06)
[5]Ti-6Al-4V中温应力松弛行为建模及模拟研究（英文）[J]. 肖军杰,李东升,李小强.  稀有金属材料与工程. 2015(05)
[6]管件弯曲成形回弹预测模型研究[J]. 巫帅珍,王雅萍,朱目成,赵冬梅.  机械设计与制造. 2015(05)
[7]典型汽车用板变形滞后回弹的试验及本构建模[J]. 孙帅,鄂大辛,李悦,王立石.  汽车工艺与材料. 2014(12)
[8]相变诱发塑性钢板的时效回弹行为[J]. 余海燕,艾晨辰.  机械工程学报. 2014(06)
[9]不锈钢管材弯曲成形回弹预测模型研究[J]. 贾美慧,唐承统.  北京理工大学学报. 2012(09)
[10]相变诱发塑性钢板的非弹性回复行为及其对回弹的影响[J]. 余海燕,鲍立,高云凯.  机械工程学报. 2010(18)

博士论文
[1]粘弹塑性统一本构理论[D]. 冯明珲.大连理工大学 2000

硕士论文
[1]管件弯曲回弹及精确下料研究[D]. 巫帅珍.西南科技大学 2016
[2]典型汽车用板变形滞后回弹的试验研究及有限元分析[D]. 付泽.北京理工大学 2016
[3]典型金属管材弯曲滞后回弹的试验研究与有限元模拟[D]. 刘贺.北京理工大学 2016
[4]金属变形滞后回弹的本构模型UMAT二次开发及有限元分析[D]. 佘彩凤.北京理工大学 2015
[5]金属粉末的粘弹塑性本构方程的研究[D]. 杨晨晨.中南大学 2011
[6]管材弯曲回弹及弯管机控制系统的研究[D]. 潘昌平.吉林大学 2008
[7]数控弯管回弹的解析—数值模拟研究[D]. 张旭光.西北工业大学 2003



本文编号：3714451