精密成形工程

作者：朱英霞, 王磊, 元琛, 陈炜, 李晖

单位：江苏大学 机械工程学院,江苏 镇江 212013

关键词：颗粒芯模,管材弯曲,截面塌陷,壁厚减薄,损伤

基金：国家自然科学基金（52575387）; 校企合作项目（HX20241044）

目的 探究颗粒芯模填充对T2铜管数控绕弯成形质量的影响机制,分析其在控制截面塌陷、抑制壁厚减薄与减轻损伤方面的效果,提高弯曲构件的成形精度与服役可靠性。方法 建立基于Drucker-Prager本构模型的颗粒介质芯模的有限元模型,并通过实验验证该模型的可靠性。在此基础上,系统研究颗粒芯模对管材绕弯成形过程中截面塌陷率、壁厚减薄率及损伤因子分布的影响规律,并与无芯模填充、刚性芯模填充和PE芯模填充3种填充条件做对比分析。结果 颗粒芯模填充时的平均截面塌陷率（9.94%）显著低于无芯模填充时的,并随弯曲角的增大逐渐稳定;颗粒芯模填充时的平均壁厚减薄率（8.55%）明显低于刚性芯模（10.18%）与PE芯模的（10.47%）;颗粒芯模对应的管材弯曲最大损伤值（0.88）低于刚性芯模（0.93）与PE芯模的（0.90）。结论 颗粒芯模在截面稳定性、壁厚均匀性和损伤控制三者之间实现了较优平衡,综合性能优于传统刚性芯模与PE芯模的综合性能。其柔性填充体在弯曲过程中逐步被压实,既可提供有效内部支撑,又能减缓应力集中,为高精度管材弯曲制造提供了可靠新方案。

来源：2025年第12期

《精密成形工程》期刊编辑部

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