张家港弯管机的预弯采用两套模具同时对钢板的两侧进行压紧,使钢板弯曲到要求的弧度。操作步骤如下:根据钢板宽度调整模具位置,将钢板置于上下模具之间,固定上模具。弯曲是在两台压力机的下模具顶部同时进行的。当下两个模具掉下,钢板进入下一个步骤后,重复上述过程,直至钢板两侧预弯完成。
由于模具的对称性,选取模具的一侧对模具形状进行详细分析。上、下模态采用渐开线形状而不是标准圆的简单段进行优化。因为越靠近板的边缘,曲率变化越大,回弹也相应增加。为了得到A标准管,模具的圆弧必须有从左向右增大半径的趋势,点A是渐开线的末端。下模的基圆半径大于上模,上模的曲率半径大于下模。钢板从A点开始逐渐变形,变形处的曲率半径减小,力臂逐渐缩短,机器的压紧力逐渐增大。当力矩臂减小到一个板厚(点C)时,变形结束。此时压缩力、预弯曲宽度为B,预弯曲角度为。
数值模拟
为了分析板料在弯曲过程中的应力和应变以及回弹前后的应力变化,采用MSC。利用MARC软件精确模拟预弯曲变形。
仿真参数设置
采用简化的上模和下模。管道系列钢X52级(相当于日本TS52K钢)选材,其力学性能参数如下。
啮合要点
根据模具特点和金属流动规律,钢板变形程度由右至左逐渐增大。为了准确模拟结果,在划分网格时设置U方向的挠度系数(-0.2),使网格从右到左逐渐由细变密。此外,由于网格变形较大,后期网格变形严重,初始预定网格划分难以适应变量在不同时间点的空间分布变化。为了以合理的代价获得高精度的分析结果,采用了一种有效的加密接触面积网格,该网格具有网格自适应功能。