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管材
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管材折弯机结构设计【说明书+CAD】,管材,折弯,结构设计,说明书,CAD
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中国的先进制造系统 卷。 7，第1号（2008）15-20世界科学出版公司基于薄壁管数控折弯成形参数优化的研究徐杰，杨贺，张梅，李衡材料成型及控制工程类西北工业大学，邮箱542号西安710072、陕西、p . r .中国yanghe 薄壁管数控弯曲成形参数的优化设计是一个多目标，多变量，多约束的复杂问题。是一个通过逐步提出优化策略来解决的问题。根据数据库和专业知识，确定初始值然后形成参数，然后采取不同的方法优化，逐步减少其参数最优范围。通过弯曲厚度为1mm，外径38毫米和弯曲半径为57毫米的的不锈钢和铝合金管，利用其在Abaqus / Explicit中有限元模型的建立来演示这一优化过程。起皱程度,允许截面的失真度和其他工程要求约束条件,以及最小壁变薄率定义为优化目标。穿心球之间的间隙以及其最佳值是分别一步一步得到，然后用提高管延伸长度和压铸速度的复杂优化方法进行实验，以验证优化结果。关键词：薄壁管数控弯曲；成形参数优化；有限元1简介薄壁管高精度数控折弯过程是一个耦合交互式多因子影响的复杂过程。如果成形参数是不适当的，将会很容易出现过度壁变薄甚至开裂，起皱，弹回所造成的弯折处平坦，不准确的弯曲角度。因此，成形参数的优化已成为一个重要受亟待解决的问题。在这项研究中，在以往研究的经验数据和专家知识的基础上，通过一个分析和描述的循序渐进的方法，提出和成形参数优化相结合、有限元分析与工程优化方法和虚拟实验的设计方法。2分析和描述薄壁管数控弯曲过程中，在工程应用中优化问题是如何选择合理的成形参数，以满足弯曲半径要要求，并确保在给定尺寸的管和材料的成形质量。因此，最小壁厚减薄率确定为优化目标，同时自由起皱，允许截面失真的程度作为约束条件，而不考虑回弹。变薄比值（T）表示式。（2.1），截面的失真度（）表示式。 （2.2）。 (2.1) A (2.2) 其中D是垂直轴的外层弯曲后长度，D0为原外管直径，t0是原管壁厚，tmin为弯曲后最小壁厚管。工艺参数的独立变量，可以直接控制，并有显著影响的变量，作为设计变项的约束条件，其中来自成形质量的要求，形成条件和几何约束，用大量的专业知识和经验数据来确定其变量的初始值。3逐步优化策略及其实现通过上述分析，方案的形成、逐步优化参数的选取，实现的详细步骤如下所述，流程如图1输入D0，T0，R（弯曲半径），查询数据库的成形极限，判定是否弯曲半径小于不起皱的最小弯曲半径。如果是的话，下一步，如果没有，输出不稳定的信息并改变弯曲半径。查询数据库中找到相应的成形参数。如果它不存在,分析专家知识获取初始成形参数,建立有限元模型,然后确定最适条件下的摩擦系数和凸凹模间隙的工具和管的起皱标准。改变球的数量(n)和芯模间隙球(p)在允许的范围内,通过有限元分析和优化计算的最小壁变薄率失真度在允许的截面。做虚拟的均匀分布的实验。均匀分布的设计是一个只考虑均匀试验点的实验设计方法。图1 逐步优化的流程图根据研究结果的关系、模壁变薄率与延伸长度(e)和提升速度的压力会消失(Vp)是由二次多项式回归:y = a0 + a1x1 + a2x2 + a3x + a4x得到的。然后他们是利用复合形法,这是一个直接搜索法,以解决多维非线性问题没有计算约束梯度的目标。我们用所建立的数据管理系统在参考文献4总结成形参数的合理性和确定的参数范围。在整个优化过程,建立了在参考文献5中ABAQUS/ Explicit的有限元模型来计算。优化算法和有限元分析软件项目开发传递的信息在Visual C + +。4结果与讨论优化方案应用弯曲管381不锈钢、57mm弯曲半径的铝合金验证。该方法是可行的。对不锈钢管,结果在不同间隙条件和芯棒得到球范围都显示在图表2和3中。虚拟均匀分布实验结果见表1。最佳值芯棒延伸长度和压铸速度提高分别7.62毫米和51.07毫米/秒。墙上变薄率已经优化后提高了。外形块等效塑性应变和应力都显示在无花果壁厚减薄率已经提高优化后的4。等效塑性应变和应力的等高线图如图4和5所示。塑性变形均匀一致。图2 在不同芯壁变薄率和不同间隙球芯球图3 根据不同芯棒球的最大截面失真度和不同穿心球之间的间隙 图4。等效塑性应变分布：（左）E =8.00毫米，VP=45.60毫米/秒;（右）E =7.62毫米，VP =51.07毫米/秒。图5。应力分布（左）：E =8.00毫米，VP =45.60毫米/秒;（右）E =7.62毫米，VP=51.07毫米/秒。优化。同样,薄壁铝合金管、最优值显示了e是6.00至52.12毫米/秒)。实验进行了可编程序控制器(PLC)控制W27YPC - 63数控液压弯管机。采用最优值,合格的产品,得到结果的不锈钢管与铝合金作了比较，都没有缺点,满足质量要求,如表 2所示。5结论逐步优化策略，提出了解决薄壁管数控弯曲中逐步优化参数的优化方案，对原外径38毫米,约1毫米厚度弯曲半径的不锈钢、铝合金弯管进行了成形参数的优化设计数控弯曲。逐步提出了57毫米优化策略,并进行了试验验证,通过实验其可靠适用。致谢笔者感谢由国家自然科学中国基金（编号：59975076和50175092），航空科学基金（04H53057），及其他部门提供的支持。参考文献1. M. Strano, Automatic tooling design for rotary draw bending of tubes, Int. J. Adv. Manuf. Technol. 6(78)(2005) 33740. 2. L. Q. Ren, Experimental Optimization Design and Analysis (Higher Education Press, Beijing, 2003). 3. S. S. Rao, Optimization Theory and Applications (Halsted Press, New York, 1984). 4. J. Xu, H. Yang, M. Zhan, H. Li and L. Guo, Research on the processing data management system in NC tube bending, Mech. Sci. and Technol. 25(12)(2006) 14181423. 5. H. Li etc., A new method to accurately obtain wrinkling limit diagra
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