求解有限元方程这一大型的非线性方程组的迭代收敛性问题是困挠有限变形弹塑性有限元隐式算法的主要问题,单元的类型、初始位移场的确定、边界条件的处理等极大地影响着隐式算法的收敛性。本文通过正确地建立棒料弯曲成形分析的弹塑性有限元数学模型,揭示了棒料弯曲成形的特性,较好地解决了棒料弯曲成形弹塑性有限元分析隐式算法的迭代收敛性问题。参考文献1HuangYoumin,LuYunghwaandMakinouchiA.Elasto-plasticfiniteelementanalysisofV-shapesheetbending.Journalofmaterialprocessingtechnology,199235:129～1502OhSIandShiroKobayashi.Finiteelementanalysisofplain2strainsheetbending.Int.J.Mech.Sci.,198022:583～5943MakinouchiA.Finiteelementmodelingofdraw2bendingprocessofsheetmetalproceedingsoftheNUMIFORM’86Conference�Gothenburg�25229August1986:327～3324SugimotoM,MuramatsuTandKawashimaN.Anelastic-plasticanalysisofU2bendingasamovingcontactproblem.Ad2vancedtechnologyofplasticity,1990(3)5LishangjianandZhongJianghong.Theanalysisofplain2strainbendingprocess,Advancedtechnologyofplasticity.1993-Pro2ceedingofthefourthinternationalconferenceontechnologyofplasticity.6CliftSE,HartleyPHandSturgessCENetal.Fracturepre2dictioninplasticdeformationprocess.Int.J.Mech.Sci.,199032:1～177LuoZJ,JiWHandGuoNCetal.Aductiledamagemodelanditsapplicationtometal-formingprocesses.Journalofmaterialsprocessingtechnology,199230:31～438SihGC,ChaoCKandHwuYJetal.Springbackincoldmetal-formingofAOO-Hsteel:nonhomogeneousdeformation.Theoreticalandappliedfracturemechanics,199014:81～99收稿日期:1997—01—16冷顶推弯管工艺410008长沙市湖南省动力机厂李家兴摘要通过对管子弯曲时的受力和变形分析比较,介绍了冷顶推弯管工艺的原理、工艺参数设计、模具设计,从而确认该工艺是一种行之有效的弯管工艺。Theattemptontubebendingtechnologyforcoldhead-pushingByanalysisandcomparisiontostressanddeformationoftubetobebended,presentprinci2ple,designfortechnologicalparameterandtoolingdesignoftubebendingtechnologyforcoldhead-pushing.Intheend,theconclusionisobtainedthatthetubebendingtechnologyisveryef2fectivetoimproveproductsqualityandreduceproductioncosts.叙词弯管推力冷态1概述管子弯曲成形方法较多,通常是在弯管机上进行缠绕式弯曲。这种方法模具简单、加工方便,适合大批量生产。我厂产品管子弯曲件品种多,管径规格范围也大(<16～45),且均是厚度为1～115mm的薄壁管件。若采用缠绕式弯管,则有以下弊端:由于夹持和管端变形,需增加工艺余料和切头工序;影响管子弯曲的不可测因素多,质量难保证;加工中易起皱和破裂,制件废品率高。为此,我们以图1a示水管弯头件为例,进行了冷顶推弯管工艺试验。冷顶推弯管的工作原理见图1b所示。图中冲头对管端施加一推力,从而使管子在弯曲时受压应力,其受力状态与缠绕式弯曲有显著不同。此外,弯曲时管坯在型腔内还受图1(a)水管弯头(b)冷顶推弯管示意图11冲头21导向套31管坯41型腔模23锻压机械3�1997到模腔的摩擦力作用(也是压应力),因此,使被弯管件的应变中性层位置发生了较大变化。2管子弯曲受力与变形的分析211缠绕式弯管其受力与变形分布见图2a,由图可知,中性层外侧管壁受拉应力,管壁变薄;中性层内侧管壁受压应力,管壁增厚。当外侧拉力过大时,外侧会开裂;当内侧压应力过大时,内侧会产生塑性失稳而起皱。当外侧拉应力产生的合力F1’和内侧压应力产生的合力F2’很大时,管子会变扁(截面椭圆度大)。在此情况下,若管子材料、弯曲半径及芯棒形状、位置选择不当,被弯管件易出现缺陷而报废。图2212冷顶推弯管其受力与变形分布见图2b,可见,被弯管截面大部分处于压应力状态,只有中性层外侧很小部分处于拉应力状态,且应力值很小,因而外侧管壁变薄很小,不会出现拉裂。此时,内侧压应力值较大,塑性失稳引起的起皱倾向也较大,如何解决这一问题,是冷顶推弯管能否成功的关键。若能防止内侧起皱,那么...
