CN113032720A - 基于abaqus的新型计算数控弯曲成形缺陷的方法 - Google Patents

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刘大海
陈劲东
李波
郭正华
杨亮
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Abstract

本发明公开了一种基于ABAQUS的新型计算数控弯曲成形缺陷的方法，本发明基于ABAQUS平台，引入了一种利用坐标法来准确计算模拟弯曲成形后壁厚减薄率、椭圆度、起皱度和回弹角的方法；本发明计算壁厚减薄率、椭圆度、截面畸变率和回弹角的方法能够最大程度上降低计算的工作量，并且有着非常高的准确性。

Description

基于ABAQUS的新型计算数控弯曲成形缺陷的方法
技术领域
本发明涉及数控弯曲成形技术领域，具体涉及一种基于ABAQUS的新型计算数控弯曲成形缺陷的方法。
背景技术
数控弯曲成形时的缺陷主要包括壁厚减薄、失稳起皱、截面畸变和弯曲回弹。准确计算其减薄率、起皱度、椭圆度和回弹角对于研究其成形规律是非常重要的。
发明内容
本发明所要解决的问题是：提供一种基于ABAQUS的新型计算数控弯曲成形缺陷的方法，本文基于ABAQUS平台，引入了一种利用坐标法来准确计算模拟弯曲成形后壁厚减薄率、椭圆度、起皱度和回弹角的方法。
本发明为解决上述问题所提供的技术方案为：一种基于ABAQUS的新型计算数控弯曲成形缺陷的方法，所述方法包括，
取得坐标节点，然后利用ABAQUS输出节点坐标；
畸变率计算：先按照不同角度取其截面，然后取该截面上最外侧和最内侧得两结点A(x1，y1，z1)，B(x2，y2，z2)，再利用如下两结点间得距离公式(1)可得出各个角度截面的畸变率
Figure BDA0002931594870000011
起皱度计算：将变形区内外两侧变形区的所有结点坐标全部输出，分别计算对应两结点之间的距离，然后观察相邻结点之间的距离，若相邻结点距离出现比较大的起伏波动，即可能发生了失稳起皱，找出起伏波动最大的两组结点距离，即可根据公式(2)计算出起皱度；
Figure BDA0002931594870000012
其中，Dmax——导管实测的最大外径；
Dmin——导管实测的最小外径；
D——导管的公称直径；
壁厚减薄计算：借助ABAQUS中自带的场输出功能，输出所选定外侧结点处的壁厚，则可输出每个结点处的壁厚，然后根据需要的角度选取所需的结点处的壁厚再根据公式(3)算出壁厚减薄率；
Figure BDA0002931594870000021
其中，H为公称厚度；
H′为弯曲成形后的厚度；
回弹角计算：利用最开始输出的内侧或外侧的坐标，选取其中的四个结点坐标，在导管变形前端选取C(x1、y1、z1)、D(x2、y2、z2)两结点，在导管变形后端选取E(x3、y3、z3)、F(x4、y4、z4)两结点；然后做出向量
Figure BDA0002931594870000022
(x2-x1、y2-y1、z2-z1)、
Figure BDA0002931594870000023
(x4-x3、y4-y4、z4-z3)然后根据两向量间夹角公式(4)即可算出夹角，再用此夹角减去所要弯曲的标准角度，即可准确求出回弹角；
Figure BDA0002931594870000024
与现有技术相比，本发明的优点是：本发明计算畸变率、起皱度、壁厚减薄和回弹角的方法能够最大程度上降低计算的工作量，并且有着非常高的准确性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明节点坐标图
图2是本发明畸变率和椭圆度计算示意图
图3是本发明回弹角计算示意图。
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
利用导管最外侧和最内侧的节点坐标来计算各点的成形缺陷，如图1所示，为所取得坐标节点，然后利用ABAQUS输出节点坐标，后续将会利用这些坐标计算其成形缺陷。
如图2所示为截面畸变率和椭圆度得计算示意图，先按照不同角度取其截面，然后取该截面上最外侧和最内侧得两结点A(x1，y1，z1)，B(x2，y2，z2)，再利用如下两结点间得距离公式(1)可得出各个角度截面的畸变率。
Figure BDA0002931594870000025
此方法也可以得出弯曲成形内侧是否发生失稳起皱以及起皱度，其原理为将变形区内外两侧变形区的所有结点坐标全部输出，分别计算对应两结点之间的距离，然后观察相邻结点之间的距离，若相邻结点距离出现比较大的起伏波动，即可能发生了失稳起皱，找出起伏波动最大的两组结点距离，即可根据公式(2)计算出起皱度。
Figure BDA0002931594870000031
Dmax——导管实测的最大外径；
Dmin——导管实测的最小外径；
D——导管的公称直径；
对于壁厚减薄的计算，可借助ABAQUS中自带的场输出功能，输出所选定外侧结点处的壁厚，则可输出每个结点处的壁厚，然后根据需要的角度选取所需的结点处的壁厚再根据公式(3)算出壁厚减薄率。
Figure BDA0002931594870000032
H为公称厚度；
H′为弯曲成形后的厚度；
如图3为回弹角计算示意图，同样利用最开始输出的内侧或外侧的坐标，选取其中的四个结点坐标，在导管变形前端选取C(x1、y1、z1)、D(x2、y2、z2)两结点，在导管变形后端选取E(x3、y3、z3)、F(x4、y4、z4)两结点。然后做出向量
Figure BDA0002931594870000033
(x2-x1、y2-y1、z2-z1)、
Figure BDA0002931594870000034
(x4-x3、y4-y4、z4-z3)然后根据两向量间夹角公式(4)即可算出夹角，再用此夹角减去所要弯曲的标准角度，即可准确求出回弹角。
Figure BDA0002931594870000035
以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明保护范围内。

Claims (1)

1.一种基于ABAQUS的新型计算数控弯曲成形缺陷的方法，其特征在于：所述方法包括，
取得坐标节点，然后利用ABAQUS输出节点坐标；
畸变率计算：先按照不同角度取其截面，然后取该截面上最外侧和最内侧得两结点A(x1，y1，z1)，B(x2，y2，z2)，再利用如下两结点间得距离公式(1)可得出各个角度截面的畸变率
Figure FDA0002931594860000011
起皱度计算：将变形区内外两侧变形区的所有结点坐标全部输出，分别计算对应两结点之间的距离，然后观察相邻结点之间的距离，若相邻结点距离出现比较大的起伏波动，即可能发生了失稳起皱，找出起伏波动最大的两组结点距离，即可根据公式(2)计算出起皱度；
Figure FDA0002931594860000012
其中，Dmax——导管实测的最大外径；
Dmin——导管实测的最小外径；
D——导管的公称直径；
壁厚减薄计算：借助ABAQUS中自带的场输出功能，输出所选定外侧结点处的壁厚，则可输出每个结点处的壁厚，然后根据需要的角度选取所需的结点处的壁厚再根据公式(3)算出壁厚减薄率；
Figure FDA0002931594860000013
其中，H为公称厚度；
H′为弯曲成形后的厚度；
回弹角计算：利用最开始输出的内侧或外侧的坐标，选取其中的四个结点坐标，在导管变形前端选取C(x1、y1、z1)、D(x2、y2、z2)两结点，在导管变形后端选取E(x3、y3、z3)、F(x4、y4、z4)两结点；然后做出向量
Figure FDA0002931594860000014
Figure FDA0002931594860000015
然后根据两向量间夹角公式(4)即可算出夹角，再用此夹角减去所要弯曲的标准角度，即可准确求出回弹角；
Figure FDA0002931594860000016
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