拉弯成形工艺优化与数值模拟研究

"拉弯成形的数值分析与工艺优化 (2009年)，作者：谷争巍、蔡中义、徐虹，发表在吉林大学学报(工学版)第39卷第5期，主要探讨了拉弯成形过程中的一种摄动分析方法以及通过数值模拟进行工艺优化的技术。" 拉弯成形是一种常见的金属成型工艺，广泛应用于汽车、航空航天等领域的构件制造，如车顶弯梁的生产。该技术涉及将型材在拉力作用下沿着模具轮廓弯曲，以形成所需的三维形状。在本文中，作者针对横向曲率较小的双凸工件，提出了一种创新的分析方法。他们将工件分为两部分：与模具表面接触的区域和由夹钳约束的自由区域。研究假设这两区域的应力-应变状态与柱面拉弯和均匀拉伸状态的差异微小，据此建立了摄动计算模型。 摄动法是解决复杂问题的一种数学工具，通过引入微小的扰动来近似求解非线性问题。在拉弯成形过程中，这种方法有助于更精确地预测工件的变形行为，从而减少成形缺陷。通过数值模拟软件的应用，作者对不锈钢车顶弯梁的拉弯过程进行了详细的模拟分析，这包括了对各种工艺参数（如拉伸速度、模具形状、夹持力等）的敏感性研究。通过优化这些参数，可以有效地消除成形过程中的缺陷，如皱褶、裂纹或形状不准确等问题。 数值模拟在现代工程领域中扮演着关键角色，它能够节省实验成本，快速评估不同的设计方案，并提供对复杂物理现象的直观理解。在本研究中，数值模拟帮助开发出了高精度的拉弯模具，最终生产出高质量的成形件。这种方法不仅提高了产品的制造质量，还降低了生产成本，提升了生产效率。 关键词如“拉弯成形”、“摄动法”和“型材数值模拟”揭示了研究的核心内容，即使用先进的计算技术来改进传统工艺。这项工作对于提升拉弯成形技术的理论基础和实际应用具有重要意义，对于从事金属成型和相关工程领域的研究人员和工程师来说，提供了有价值的参考和指导。