芯棒对铝合金矩形管绕弯回弹作用的数值模拟

沈化文，刘郁丽，董文倩，杨 合

(西北工业大学凝固技术国家重点实验室，西安710072)

芯棒对铝合金矩形管绕弯回弹作用的数值模拟

沈化文，刘郁丽，董文倩，杨 合

(西北工业大学凝固技术国家重点实验室，西安710072)

为掌握芯棒参数对薄壁矩形管绕弯成形回弹的影响规律，从而为芯棒参数的选取与设计提供依据，基于ABAQUS有限元软件建立了3A21铝合金薄壁矩形管弯曲成形及回弹三维有限元模型，试验验证了所建模型的可靠性.基于所建模型，研究了芯棒参数如芯棒/芯头与管坯摩擦(μm)、芯棒/芯头与管坯间隙(δm)、芯头个数(n)及芯棒伸出量(em)对回弹角的影响.结果表明:抽芯是一个应力预卸载过程，可显著减小回弹;随着芯棒/芯头与管坯摩擦系数(μm)的增加，回弹减小;随着芯棒/芯头与管坯间隙(δm)的增加，回弹增加;随着芯头个数(n)的增加，回弹减小;随着芯棒伸出量(em)的增加，回弹先增大后减小.

3A21铝合金;薄壁矩形管;芯棒参数;回弹;数值模拟

铝合金薄壁矩形管的弯曲加工是一个多模具耦合的复杂成形过程，回弹是影响矩形管弯曲成形精度的主要缺陷.回弹过程中，管坯外侧纤维因拉应力的卸载而缩短，内侧纤维因压应力的卸载而伸长［1］，进而使弯曲角及弯曲半径显著改变.弯管回弹量超过允许误差后，就会影响到其与其他部件的连接、密封性能及产品内部结构的紧凑性［2］.薄壁矩形管的回弹是管材应力自平衡过程，其大小由弯曲和抽芯过程结束后的应力应变……