張家港彎管機(jī)的預(yù)彎采用兩套模具同時(shí)對鋼板的兩側(cè)進(jìn)行壓緊，使鋼板彎曲到要求的弧度。操作步驟如下:根據(jù)鋼板寬度調(diào)整模具位置，將鋼板置于上下模具之間，固定上模具。彎曲是在兩臺壓力機(jī)的下模具頂部同時(shí)進(jìn)行的。當(dāng)下兩個(gè)模具掉下，鋼板進(jìn)入下一個(gè)步驟后，重復(fù)上述過程，直至鋼板兩側(cè)預(yù)彎完成。
由于模具的對稱性，選取模具的一側(cè)對模具形狀進(jìn)行詳細(xì)分析。上、下模態(tài)采用漸開線形狀而不是標(biāo)準(zhǔn)圓的簡單段進(jìn)行優(yōu)化。因?yàn)樵娇拷宓倪吘?，曲率變化越大，回彈也相?yīng)增加。為了得到A標(biāo)準(zhǔn)管，模具的圓弧必須有從左向右增大半徑的趨勢，點(diǎn)A是漸開線的末端。下模的基圓半徑大于上模，上模的曲率半徑大于下模。鋼板從A點(diǎn)開始逐漸變形，變形處的曲率半徑減小，力臂逐漸縮短，機(jī)器的壓緊力逐漸增大。當(dāng)力矩臂減小到一個(gè)板厚(點(diǎn)C)時(shí)，變形結(jié)束。此時(shí)壓縮力、預(yù)彎曲寬度為B，預(yù)彎曲角度為。
數(shù)值模擬
為了分析板料在彎曲過程中的應(yīng)力和應(yīng)變以及回彈前后的應(yīng)力變化，采用MSC。利用MARC軟件精確模擬預(yù)彎曲變形。
仿真參數(shù)設(shè)置
采用簡化的上模和下模。管道系列鋼X52級(相當(dāng)于日本TS52K鋼)選材，其力學(xué)性能參數(shù)如下。
嚙合要點(diǎn)
根據(jù)模具特點(diǎn)和金屬流動規(guī)律，鋼板變形程度由右至左逐漸增大。為了準(zhǔn)確模擬結(jié)果，在劃分網(wǎng)格時(shí)設(shè)置U方向的撓度系數(shù)(-0.2)，使網(wǎng)格從右到左逐漸由細(xì)變密。此外，由于網(wǎng)格變形較大，后期網(wǎng)格變形嚴(yán)重，初始預(yù)定網(wǎng)格劃分難以適應(yīng)變量在不同時(shí)間點(diǎn)的空間分布變化。為了以合理的代價(jià)獲得高精度的分析結(jié)果，采用了一種有效的加密接觸面積網(wǎng)格，該網(wǎng)格具有網(wǎng)格自適應(yīng)功能。
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