管材推弯性能分析及其在弯管机开发中的应用

论文摘要

随着机械工业的迅速发展,管材的弯曲成形技术受到了大量关注并得到了充分的发展。然而,随着产品更新换代、机械性能不断提高,各种产品对管材形状的要求也是越来越多样,弯管机的多样化需求也不断提升,因此,研发具有复杂管材弯曲能力的弯管机有重要意义。采用有限元法进行管材推弯性能分析。在研究有限元基本理论的基础上,利用三维建模软件建立了管材推弯仿真实体模型;根据推弯工况,结合所研发弯管机的设计参数,通过添加约束及载荷,在Hypermesh环境下,建立了管材推弯的动态仿真分析模型,并进行了管材推弯的仿真分析,得出了推弯力等相关的分析参数,为新产品开发及推弯试验提供了理论依据。根据推弯动态仿真得到的分析参数,设计了推弯试验系统,并进行推弯试验设计,通过采用不同的预弯角度并进行推弯,采集了试验数据,从而取得所要研发弯管机的设计参数,即推弯时小车所需提供的最大动力,试验取得了良好的效果。将上述研究方法应用于具有推弯功能的左右弯三层弯管机,建立了弯管机的整机三维模型,通过方案比较优化夹紧装置,并应用有限元分析软件对薄弱环节零部件进行了静力学受力分析,通过最大受力部位应力与材料屈服极限的比较,确保应力集中部位都在安全的范围之内,证明各个零部件设计合理,满足工作要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 弯管机的发展历史及其应用
• 1.1.1 我国弯管机发展的历史
• 1.1.2 弯管机的应用
• 1.2 弯管机的分类和构成
• 1.2.1 弯管方法简介
• 1.2.2 弯管机的分类
• 1.2.3 弯管机的构成
• 1.3 我国弯管机行业的现状及其发展趋势
• 1.4 选题意义、研究内容及章节安排
• 1.4.1 选题意义
• 1.4.2 主要研究内容及章节安排
• 1.5 本章小结
• 第2章 基于ABAQUS 的推弯理论研究
• 2.1 ABAQUS 有限元分析软件概述
• 2.1.1 ABAQUS 有限元软件的特点
• 2.1.2 ABAQUS 在机械行业中的应用
• 2.2 有限元静力学分析相关理论
• 2.2.1 线弹性有限元静力学分析的过程
• 2.2.2 有限元结构离散化
• 2.2.3 单元的位移模式
• 2.2.4 应变、应力矩阵
• 2.2.5 刚度矩阵[K]
• 2.3 有限元动力学分析基本理论
• 2.3.1 固有特性分析
• 2.3.2 结构动力响应分析
• 2.4 有限元接触分析原理
• 2.5 本章小结
• 第3章 管材推弯动态性能分析
• 3.1 推弯模型建立的基础
• 3.1.1 应用软件
• 3.1.2 数据基础
• 3.2 推弯几何模型的建立
• 3.3 推弯模型的有限元建模
• 3.3.1 网格划分
• 3.3.2 材料模型
• 3.3.3 边界条件
• 3.3.4 接触定义
• 3.4 有限元推弯结果分析
• 3.4.1 预弯结果分析
• 3.4.2 推弯结果分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 推弯试验研究
• 4.1 问题的提出
• 4.2 试验假设与理论依据
• 4.2.1 试验假设及推弯加工可行性
• 4.2.2 试验理论依据
• 4.3 推弯试验的机械及动力部分系统研究
• 4.3.1 机械部分结构简介
• 4.3.2 机械部分动力选用及验证
• 4.4 推弯试验的试验设计
• 4.4.1 推弯试验描述
• 4.4.2 试验步骤及方法
• 4.4.3 试验结果
• 4.5 试验结果分析
• 4.5.1 试验成型管材分析
• 4.5.2 试验推弯参数分析
• 4.6 本章小结
• 第5章 具有推弯功能的弯管机系统开发
• 5.1 系统开发方案
• 5.1.1 加紧装置方案选择
• 5.1.2 重要零部件参数确定及校核
• 5.2 重要零部件建模及薄弱环节CAE 分析
• 5.2.1 推弯时机头托板的受力分析
• 5.2.2 弯管臂夹紧力（5t）时弯管臂薄弱分析
• 5.3 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文及参加的科研项目
• 详细摘要