型材和管材广泛应用于汽车、航空、船舶等制造领域,其成形质量直接影响到产品的使用性能;型材和管材的弯曲成形工艺已经成为了材料加工领域研究的热点之一。使用传统的弯曲工艺成形不同曲率半径的型材或管材时,需要更换不同的模具,导致模具制造成本高,生产准备周期长。对于曲率半径连续变化的型材或管材,使用诸如绕弯和压弯的传统生产方式无法加工。因此,研究新型的弯曲成形方法具有重要的科学研究意义和工业应用价值。柔性弯曲成形工艺是一种型材和管材弯曲加工的全新技术,其主要特点是降低型材和管材的弯曲成形成本、缩短生产周期、实现弯曲加工柔性化。柔性弯曲成形工艺使用柔性可调模具代替固定的弯曲模具,通过调节弯曲模具位置和角度实现不同曲率型材和管材的弯曲成形。通过一套柔性弯曲成形设备可以成形各种不同曲率半径的型材和管材,并实现曲率连续变化的型材和管材的弯曲成形。信息技术和计算机功能的飞速发展使计算机仿真模拟的使用逐渐增加,使用数值模拟进行产品的开发也得到了广泛应用。采用有限元分析软件对型材和管材的柔性弯曲过程进行仿真分析,可以全面地了解型材和管材在柔性弯曲时的应力应变情况,以及型材和管材弯曲的曲率变化趋势,预测和消除成形缺陷,进行工艺参数优化。本文采用数值模拟方法分析了柔性弯曲过程中模具位置和模具偏移量对弯曲后型材和管材曲率的影响;研究了模具侧向偏移对非对称型材旁弯缺陷的消除作用以及通过模具的连续偏移实现型材和管材的变曲率弯曲成形的方法。本文的主要研究内容与结论如下:(1)柔性弯曲成形原理的研究研究型材和管材的柔性弯曲原理及柔性弯曲过程,分析柔性弯曲成形与传统弯曲成形的差异,说明柔性弯曲成形方法的可行性和优势。(2)型材和管材柔性弯曲有限元模型的建立基于柔性弯曲原理分别建立了型材和管材的柔性弯曲有限元模型,根据实验定义材料属性,并确定单元选择、网格划分、边界条件及接触与摩擦定义等仿真初始条件,为柔性弯曲成形的数值模拟研究奠定基础。(3)型材的柔性弯曲及旁弯缺陷消除方法的研究采用数值模拟方法对型材柔性弯曲成形过程进行仿真模拟,改变模具参数对比型材弯曲成形曲率,探讨模具参数变化时型材的曲率变化趋势。分析型材柔性弯曲过程中旁弯缺陷产生的原因和消除方法,进行型材柔性弯曲时消除旁弯的研究,并通过相应实验进行验证。(4)管材的柔性弯曲及最小弯曲系数的研究采用数值模拟方法对管材的柔性弯曲成形进行仿真模拟,对比在不同模具参数时成形的弯管的曲率差异,探讨模具参数对管材柔性弯曲曲率的影响。根据弯管半径的变化趋势,分析成形最小弯管系数管材的成形方案,并通过仿真模拟和实验进行验证。(5)变曲率连续弯曲成形的实现及柔性弯曲成形方案的确定探讨柔性弯曲成形方案的确定依据及确定方法,研究进行不同弯曲成形方案时柔性弯曲成形装置参数的设置方法。通过数值模拟探究变曲率连续弯曲成形和多区段连续弯曲成形的可行性,并通过相应实验进行验证。