上模具圆弧大小对高强方矩管冷弯成型角隅内侧裂纹的影响

陈叶清+骆海贺+刘占增+乔午锋+高长华+解德

【摘 要】高强方矩管在成型生产过程中时常出现角隅内侧开裂，本文采用有限元数值模拟仿真计算，研究了上模具圆弧大小对产生裂纹的影响规律。研究表明，对于两种不同规格方矩管，上模具圆弧大小对产生裂纹的影响规律相同，即等效塑性应变随着圆弧半径减小而增大。

【关键词】数值模拟；冷弯成型；裂纹；模具

1.前 言

高强钢由于具有强度高、延伸率低、变形大、成型反弹大等特点，因而在冷弯成型生产过程中以及用户的二次加工过程中时常出现开裂，而且相当一部分是在管子的角隅内侧开裂。进行高强方矩管冷弯成型数值仿真研究，有助于解释高强方矩管在成型过程中产生裂纹等缺陷的原因，以及提出降低裂纹等缺陷发生概率的工艺优化改进措施。

国内外对方矩形管冷弯成型的研究主要集中在数值仿真、成型工艺和成型缺陷等三方面。武汉科技大学的胡盛德[1]等基于ANSYS-APDL参数化设计语言，对冷弯矩形管的主要成型道次进行了有限元模拟。比利时的Q.V.Bui[2]等对冷弯成型进行了三维数值仿真，并将数值仿真的纵向应变和轨迹曲线和实验进行了对比。石家庄轴承设备股份有限公司的李国荣[3]等从节省原料的角度，对方矩形管“先圆后方”和“直接成方”两种成型方式进行了对比，认为采用“直接成方”工艺可以节省原料。从国内外公开的相关文献可以看出，人们对方矩形管的数值仿真研究主要集中在某些道次，对整个成型过程没有一个完整的系统的数值仿真研究。……