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 近年来,随着船舶和石化、燃气等行业的发展,作为液体、气体的输送管道的弯管得到了广泛的应用。管材在弯曲时,由于管壁内侧和外侧受力性质的不同,导致管壁内外侧承载压力不同。弯头作为管道系统弯曲时主要的连接件之一,关系到整个系统的运行,因此弯头的结构设计十分重要。提高弯头的成形制造水平和生产率是管件生产企业加快关键技术改造步伐的主要内容。通过使用ABAQUS有限元仿真软件的数值模拟,并结合试验验证的方法对弯头的热推制成形过程进行了系统的模拟,根据模拟结果提出 的成形工艺参数,并分析了这些工艺参数(如推制温度、推制速度、摩擦系数)对成形过程的影响程度。主要研究的内容和结果如下：(1)采用渐开线的变异作为芯棒扩径成形段的中轴线,其主要的设计思想是由无限大曲率半径逐渐减小到整形段曲率半径,这样有利于扩径过程中金属的流动,使弯头内弧金属材料能够充分流向外弧,从而避免了传统工艺变形时弯头外侧受拉减薄、内侧受压增厚的壁厚不均匀现象,保证了外径的圆度和壁厚的均匀性。

   (2)采用控制变量法对中轴线的设计进行优化,选取 的设计进行模拟。(3)通过有限元模拟软件Abaqus并结合正交试验法对不同工艺参数下弯头的热推制成形过程进行了模拟。模拟结果表明：推制温度过高会导致管坯容易起皱,过低会导致开裂。在本文中,采取温度为700℃,在合适的推制速度下管材是处于理想的弹塑性状态的,弯头的厚度基本保持不变；正交试验中,温度分布均匀,推制速度不影响温度场的分布。推制速度较慢时,能够为金属的流动提供充分的时间,提高了壁厚的均匀性；但在实际的工业生产中,推制速度过慢又会增加生产周期,降低生产效率,因此需要同时考虑两者之间的关系,既要保证生产效率,也要提高弯头的成形质量,以此为标准来选择适宜的推制速度；管坯和芯棒之间的摩擦系数和实际的工作环境有关,摩擦系数的增大,使得管壁内侧金属和芯棒之间的摩擦力变大,管壁内侧变厚；摩擦力的增大也能约束金属的流动,在一定程度上保证了壁厚的均匀性。

  (4)在推制机上进行实验,统计实际生产的弯头壁厚与模拟结果进行对比,发现实验结果与有限元模拟结果壁厚差在合理范围之内,进一步验证了模拟结果的正确性。通过以上的研究得出了热推制弯头成形过程中工艺参数对弯头成形的影响程度,并利用渐开线的变异作为中轴线的设计,避免了传统工艺变形时弯头内侧变厚,外侧减薄的壁厚不均匀现象；通过实验进一步了解了弯头壁厚的成形情况,也验证了本文所采用的有限元分析模型的正确性,为弯头成形工艺提供了一种新的研究方法耐磨钢板nm450钢板

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