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型材压弯过程典型问题分析及处理摘要:压弯是型材成型常见的工艺方法，本文以实际生产中某一型材的压弯过程为研究对象,运用有限元分析方法，分析了材料内部的应力应变分布情况，找出影响成型质量的主要因素，总结出这些因素对成型质量的影响规律，结合模压试验，最终获得合格零件。
关键词: 型材压弯数值分析11 引言型材具有较高刚度且能满足设计轻量化需求，因而广泛应用于航空航天、飞行器、汽车、轨道车辆等的骨架零件中。
型材弯曲常见的方法有拉弯、滚弯、绕弯、推弯、压弯等。
压弯成形零件的特点短而小，不适合拉弯或滚弯成形。
此方法最大的优点在于其简单易行，无需特殊的成形设备，设备和模具的投资较小，生产效率高，满足产品的多样化需求，因此压弯成型法在工业生产中的应用比较广泛。
传统的型材弯曲工艺设计，主要是依赖设计者的经验，需要经过反复的调试过程来完成。
随着计算机的应用和发展以及有限元技术的成熟，计算机模拟和分析在产品设计制造中发挥着越来越重要的作用。
该技术能够减少试模次数，缩短产品开发周期，降低产品开发成本，己逐渐成为模具设计及优化的重要手段。
本文以轨道车辆某零件的压弯过程为研究对象，运用有限元分析方法，分析了型材内部的应力应变分布情况，找出影响成型质量的主要因素及其影响规律，结合型材的模压试验，最终获得合格零件。
2 模型建立、仿真计算及后处理2.1 问题分析并建立有限元分析模型该零件的型材断面如图1所示，需在宽为80mm的平面上压一段圆弧。
成型设备选用数控双向压力机，利用其压板抑制宽60mm的面沿其法线方向的变形，减少型材变形中的旁弯、扭曲等缺陷。
图1 模具结构及型材断面图模具制作完毕初次试模过程中零件成型过渡区出现缺陷，主要表现为圆弧区域与直线区域过渡不平缓，直线段下耷，过渡区内成型圆弧外表面有局部凹陷，如图2所示。
在型材压弯过程中此类缺陷发生概率较大，可归结为制造过程中的典型问题。
对比发现，薄板压弯过程中此类缺陷较为罕见，经初步分析，该缺陷主要受宽60mm的立面应力状态的影响，为提高计算效率，选用2D模块对宽为60mm的立面内应力情况进行有限元分析，选用成型圆弧的1/2建立初始有限元分析模型如图3所示。
工程力学拉压弯实验数据及处理
工程力学中的拉压弯实验是用来研究材料在受力过程中的力学性能的方法。
实验通常会测量材料在受拉、受压和受弯三种力学状态下的变形和应力等数据，并进行相应的处理和分析。
在进行拉压弯实验时，需要注意以下几个步骤：
1. 准备样品：根据实验要求，选择合适的材料制备样品，并根据实验方案加工成合适的形状和尺寸。
2. 安装测量设备：根据实验要求，安装应变计、压力计或位移传感器等测量设备，用于测量样品在受力过程中的变形和应力。
3. 施加载荷：根据实验方案，施加拉、压或弯曲等载荷到样品上，记录加载过程中的力和位移数据。
4. 测量数据记录：使用合适的测量设备记录样品在加载过程中的应变、位移和载荷等数据，并建立数据记录表格或图表。
5. 数据处理与分析：根据实验数据，进行数据处理和分析，计算出样品在不同载荷下的应力应变曲线，得出相应的力学性能参数。
常见的数据处理方法包括：
- 绘制应力应变曲线：根据测得的应变和加载力数据，可以绘制应力应变曲线，用于分析材料的强度、韧性和变形能力等性能。
- 计算材料的弹性模量：根据应力应变曲线的线性部分，可以计算出材料的弹性模量，反映材料的刚度和变形能力。
- 分析破坏行为：根据实验结果，观察材料在加载过程中的破坏形态和破坏位置，分析材料的破坏行为和破坏强度。
需要注意的是，在进行实验和数据处理时，要遵循实验室安全规范，确保操作安全。
另外，具体的实验方法和数据处理步骤可能因实验目的和材料类型而有所不同，建议根据实验方案和教材的指导进行具体操作。
高等数学a1 压弯
【原创实用版】
目录
1.压弯简介
2.压弯的原理及公式
3.压弯的应用
4.压弯的优缺点
5.总结
正文
一、简介
压弯是一种将材料弯曲成特定形状的工艺。
它可以将材料的长度缩短，同时增加材料的截面积，从而提高材料的强度和承受力。
压弯广泛应用于建筑、汽车制造、航空航天等领域。
二、原理及公式
压弯的原理是基于材料的力学性质。
通过施加压力，将材料弯曲成所需形状，并使其内部产生应力。
应力可以通过以下公式计算：σ=F/A，其中σ为应力（单位为Pa），F为施加的压力（单位为N），A为截面积（单
位为m）。
三、应用
1.建筑：建筑结构中经常使用压弯工艺来制作梁、柱等支撑结构。
通过压弯工艺，可以制作出形状复杂的结构，从而提高建筑物的承载能力和稳定性。
2.汽车制造：汽车车身和底盘部件通常采用压弯工艺制造。
通过压弯工艺，可以生产出轻量化的车身结构，从而提高汽车的燃油效率。
3.航空航天：压弯工艺在航空航天领域也有广泛应用。
例如，飞机机翼、发动机壳体等结构都采用压弯工艺制造。
四、优缺点
1.优点：压弯工艺可以生产出形状复杂、轻量化的结构，从而提高材料的强度和承受力。
此外，压弯工艺还可以提高生产效率，降低制造成本。
2.缺点：压弯工艺需要高精度的设备和工艺技术，因此制造成本较高。
此外，压弯工艺需要使用大量的材料，因此不适合生产小型零件。
五、总结
压弯是一种重要的金属加工工艺，广泛应用于建筑、汽车制造、航空航天等领域。
第3章弯曲弯曲(又称压弯)是将板料、棒料、管料等弯成一定角度、曲率和形状的工艺方法，它在冲压生产中占有很大比例。
弯曲件的基本类型，如图3.1所示。
弯曲件可用滚弯机、压弯机、折弯机等设备进行加工，但最常见的是用弯曲模在普通压力机上进行压弯。
图3.1 弯曲件的基本类型3.1 弯曲过程分析3.1.1 弯曲变形过程图3.2所示为板料在V形模内的弯曲变形过程。
在弯曲开始时，板料在凸模作用下，产生弹性变形，如图3.2(a)所示；随着凸模下压，板料与凹模工作表面逐渐靠紧，弯曲半径由R0变为R1，弯曲力臂则由L0变为L1，如图3.2(b)所示；凸模继续下压，板料弯曲区逐渐减小，直到与凸模三点接触，此时曲率半径已由R1变为R2，弯曲力臂也由L1变为L2，如图3.2(c)所示；此后，板料直边部分则向与以前相反的方向变形，直至圆角、直边与模具全部贴合，如图3.2(d)所示，此为弯曲过程的塑性变形阶段。
以上整个过程均为自由弯曲。
而在行程终了时，凸、凹模对板料进行墩压，致使冲床和模具产生弹性变形，弯曲力瞬间急剧增加，使制件形状获得校正，这就是校正弯曲。
(a) (b) (c)(d)图3.2 弯曲过程综上所述，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。
为分析板料在弯曲时的变形状况，可在长方形的板料侧面上画出正方形网格，对它进行弯曲，如图3.3所示。
观察网格的变化，可看出弯曲时的变形特点：1.只有在弯曲中心角α的范围内，网格才发生显著的变化，而在板料平直部分，网格仍保持原来状态。
这表明弯曲变形区域主要是在制件的圆角部分。
2.在变形区内，板料的外层纵向纤维(靠近凹模一边)受拉而伸长，内层纵向纤维(靠近凸模一边)受压而缩短。
由内外表面至板料中心，其伸长和缩短的程度逐渐变小，其间有一层纤维的长度不变，这层纤维称为变形中性层。
(a) 弯曲前3.在弯曲变形区内板料厚度略有变薄。
4.从弯曲件变形区域的横断面看，变形有两种情况：(1)对于窄板(B＜3t)，弯曲内侧材料受到切向压缩后，便向宽度方向流动，使板宽增大；而在弯曲区外侧的材料受到切向拉延后，则宽(b) 弯曲后度变窄，结果使断面略呈扇形。
!第压弯第一节压弯时材料的变形过程压弯时材料的变形过程见表!"#"$。
表!"#"$压弯时材料的变形过程序号压弯过程压弯阶段简图特点$自由弯曲自由弯曲阶段$%材料与上模一点、下模两点接触&%材料的弯曲半径’(，不受压模形式的制约#%弯曲力臂)$最大&接触弯曲接触弯曲阶段$%材料两翼与下模接触&%弯曲力臂从)$")&#%材料的弯曲角度与下模基本相同序号压弯过程压弯阶段简图特点!校整弯曲接触弯曲向校整弯曲过渡"#材料与上模三点、下模两点接触$#材料弯曲角度小于下模角度%校整弯曲校整弯曲阶段"#材料与上、下模全部接触$#弯曲力臂&%达到最小值!#材料的弯曲半径与上模一致第二节常见压弯件的质量分析一、常见压弯件出现的现象常见压弯件出现的现象表%’!’$表%’!’$常见压弯件出现的现象序号出现现象简图说明"回弹去除压力后，材料由于弹性变形而产生回弹，使弯曲半径增大·!"#·第四篇机械弯曲、拉深与压弯序号出现现象简图说明!偏移弯曲力与板料平面不垂直或不对称等原因，会使弯曲线的位置发生偏移，造成工件各边的尺寸不符要求"裂纹压弯半径#!$%&’时需考虑弯曲线方向与板料轧制方向垂直，板料不易断裂，若平行易断裂(断面呈扇形对于板宽)!"’时，板料的内侧宽度增加，外侧的宽度减少，断面呈扇形&挠曲当板宽)*"’时，在板料的宽度方向会造成挠曲现象二、影响回弹的因素和减少回弹的方法影响回弹的因素和减少回弹的方法见表(+"+"和表(+"+(。
·!"#·第三章压弯表!"#"#影响回弹的因素序号项目简图说明$材料的力学性能%相对弯曲半径材料的屈服点越高，则回弹越大，材料弹性模量越大，则回弹越小材料的相对弯曲半径&’(大，回弹也大#零件形状压)形零件的回弹应稍大于*形零件（因压*形件时，模具对板料的摩擦作用使板料受到一定程度的拉伸）!压模间隙*形压弯件的模具间隙越大，回弹也大+弯曲方式自由弯曲比用压模弯曲回弹大表!"#"!减少回弹的方法（,,）序号方法简图具体措施$修正模具形状将凸模减少一回弹角度或底部制成曲面形，利用曲面部分回弹补偿两直边的张开·!"#·第四篇机械弯曲、拉深与压弯序号方法简图具体措施!减少板料与模具的接触面积采用减少与凸模接触面积的弯曲模，加大对弯曲部位的压力"设置加强肋在压弯件上增加加强肋，来提高弯曲部分刚性，达到减少回弹目的#缩小凹凸模之间的间隙正确选择模具间隙$：$%&’!’(&式中$———凸凹模的单边间隙!———板料厚度上偏差，见表#)")*、表#)")+(———按弯边长,和弯曲线长度-决定的间隙系数，见表#)").在实践生产中，为了简便起见，凸凹模之间的间隙按下述方法确定：&/01*22时，$%&&301*22时，$%&’!式中!———材料厚度的上偏差，见表#)")*，表#)")+。
圆管压扁成型角度计算公式在工程制造中，圆管压扁成型是一种常见的加工工艺，可以将圆管压扁成各种形状，用于制作各种零部件和结构件。
在进行圆管压扁成型时，需要计算压扁成型的角度，以确保成型后的产品符合设计要求。
本文将介绍圆管压扁成型角度计算的公式和相关知识。
圆管压扁成型角度计算公式如下：压扁成型角度 = arctan((D-d)/(2L))。
其中，D为圆管的外径，d为圆管的内径，L为圆管的长度。
这个公式的推导过程比较复杂，涉及到数学和力学知识。
简单来说，圆管在受到压力作用时会发生弹性变形，压扁成型的角度取决于圆管的外径、内径和长度。
通过这个公式，可以计算出圆管在压扁成型时需要施加的压力和成型后的角度，从而指导实际操作。
在实际工程中，圆管压扁成型角度的计算是非常重要的。
一方面，正确的角度可以确保成型后的产品尺寸和形状符合设计要求，另一方面，合理的角度可以减小成型时所需的力量，提高生产效率。
除了上述的计算公式外，还有一些其他影响圆管压扁成型角度的因素，例如材料的强度、压力的大小、成型模具的设计等。
在实际操作中，需要综合考虑这些因素，进行合理的角度计算和工艺设计。
此外，圆管压扁成型角度的计算也需要考虑到成型后的产品的用途和要求。
不同的产品可能对角度有不同的要求，有些产品需要较大的角度以满足特定的功能和结构要求，而有些产品则需要较小的角度以保持圆管的原始形状和强度。
总的来说，圆管压扁成型角度的计算是一个复杂的工程问题，需要综合考虑材料、工艺、设计和使用要求等多个方面的因素。
通过合理的角度计算和工艺设计，可以确保圆管压扁成型的质量和效率，满足不同产品的需求。
在实际工程中，圆管压扁成型角度的计算是工艺工程师和生产人员必须掌握的基本技能。
只有深入理解圆管压扁成型角度的计算原理和方法，才能更好地指导实际操作，提高产品质量和生产效率。
总之，圆管压扁成型角度的计算是工程制造中的重要问题，通过合理的角度计算和工艺设计，可以实现圆管的高效成型，满足不同产品的需求。
