厚壁大口徑方鋁管彈塑性有限元法的本構關系

   

在厚壁大口徑的6061鋁管成形工藝也嘗試采用四輥滾模的結構,但大口徑6061鋁管的成形由于變形大,變形抗力大,很容易造成6061鋁管直邊邊長上凹凸度過大等缺陷的產生。為防止此類缺陷的生成,必須了解其內部的作用力及應力應變規律,通過調整工藝參數來控制管材的成形形狀以達到使用要求。 本課題主要做了以下工作,首先是建立參數化的四輥滾模單道次與四道次兩種有限元模型,然后進行了冷拔,推擠,滾軋工藝比較,

并詳細分析了在冷拔工藝下的典型工況的應力應變和力能參數及凹凸度變化規律。其次采用正交設計的方法,分析冷拔工藝中主要參數對成形與力參數的影響。最后以典型工況為例,優化了四道次滾模工藝下的壓下規程。依靠外壓使6061鋁管產生變形有兩種形式:增大外壓 和減小壁厚.通過理論分析和有限元分析證明,過 大的變形對結構的穩定性產生影響,于是6061鋁管在外 壓作用下的變形和“臨界失穩”問題就成為人們關注 的焦點. 就圓管在均勻外壓作用下的臨界壓力進 行了分析.

采用材料力學中的平面彎曲理論、以及彈性理論中平面應力問題和平面應變問題的轉換關系,分析6061鋁管在均勻外壓作用下的變形、臨界壓力和應力,得到了6061鋁管最大變形、臨界壓力和最大應力的求解公式.運用有限元分析軟件Marc建立有限元模型,分析了6061鋁管在外壓作用下的變形、臨界壓力和應力情況.分析結果表明,最大應力出現在凹角處,最大位移出現在各面的中截面處,并將有限元解與本文解作比較,從而驗證文本解的正確性.