彎管
關注創建者：神舟_5709 創建時間：2021-03-15
彎管的視頻教程
![[案例專題]基于ICEM和Fluent的三維彎管結構網格算例實例](https://img.jishulink.com/cimage/f3d5fb7801814ef2dda235f69cc89b60.jpg?image_process=resize,fw_640,fh_404,)
[案例專題]基于ICEM和Fluent的三維彎管結構網格算例實例
使用ICEM生成三維彎管流動結構網格，Fluent計算及后處理參加教程《基于ICEM和Fluent的三維彎管非結構網格算例實操》。 后期會組建QQ群對學員在課程中的相關問題進行答疑，敬請期待
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[案例專題]基于ICEM和Fluent的三維彎管非結構網格算例實例
使用ICEM生成三維彎管流動非結構網格，使用Fluent進行計算并后處理。 后期會組建QQ群對學員在課程中的相關問題進行答疑，敬請期待
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I-03S形彎管中的層流和湍流《STAR CCM+官方案例視頻教程》
STAR CCM+官方案例視頻教程系列之I不可壓縮流_03S形彎管中的層流和湍流 涉及主要知識點： 1）STAR CCM+創建幾何； 2）層流和湍流模型。
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彎管的實例教程
★ 作者
J0413袁雙妍
今天在UG上機操作課上老師讓我們根據他上次的理論課上所講的主要內容再自行按照書上的范例繪制彎管，繪制彎管不僅需要熟悉得使用草圖還使用到了拉伸。
相比較而言,由于上節上機課已經對繪制草圖操練過，因此前面的步驟還是可以完成。 可是在后來的繪制過程中，通過旋轉圓管的邊緣來生成彎管這步上就遇到了困難，一方面是生成不了彎管，另一方面是生成的彎管于原先旋轉前的邊緣有所接觸。
在之后請教其他同學后找出了原因，所以我現在簡單歸納了彎管的制作步驟：在已完成先前步驟的基礎上，鼠標點擊工具欄中的回轉體按鈕，此時會提示多個選項，選擇其中的實體面選項，然后在圖上選圓管上端面的外圓，此時選中部分會變成紅色，然后按確定。選擇完畢之后要選擇回轉體的回轉方式，這個彎管用到的是按照軸和角度的回轉方式，然后再點擊確定。接下來要選擇物體按照那根軸旋轉了，從例圖上可以看出，這個彎管是由圓管的上端面的外圓按照X軸的方向旋轉90°形成的，所以在選項中選擇XC軸方向。接下來要選擇的是這個彎管旋轉的基點，基點的位置關系到彎管最后的成型。基點的位置就是圓管外圓與Y軸的交點，高度就是圓管的高度，所以在基點的坐標中輸入相應的數值就可以了，再次確定后在彈出的對話框中輸入旋轉角度，前面已經得出旋轉角度為90°了，所以在終止角度一欄中輸入90即可。再按確定，在布爾操作對話框中選擇并或創建，（選擇創建后形成的彎管就是一個獨立的個體，與圓管并沒有聯系），最后按下確定，這個彎管就已經形成了。
展開 一、問題描述
為了更好的進行聲波測試彎管的設計，本研究基于聲波傳導方程開發了三維聲波傳導有限元程序，采用有限元數值模擬的方法對測試彎管壁厚進行了優化設計。
測試彎管外徑取為60.3mm，內徑分別取為50mm、45mm、40mm、35mm、30mm、25mm，幾何模型如圖3-2所示，在管壁內側一小區域內作用100N/m2的脈沖壓強，整個聲波測試彎管的彈性模量為2.0×1011Pa，泊松比為0.3，密度為7800kg/m3。采用六面體線性元（c8）進行網格剖分。
(a)幾何建模圖
(b)網格劃分圖
圖3-1
幾何建模及網格劃分圖
二、方法與實現
采用Galerkin有限元法求解，線性方程組的求解采用穩定化雙共軛梯度法，預條件子為對稱高斯－賽德爾迭代法。本研究采用pFEPG系統開發了三維聲波傳導程序，并對以上物理模型進行了求解分析。
三、分析與結論
為了更好的描述聲波傳導過程中聲波能量的變化，本研究以第一主應力作為聲波能量的標志。計算過程中，取時間步長為0.01s，共計算100步。以壁厚5mm的情況為例，由于管壁內壁脈沖的作用，導致管壁外壁的第一主應力的分布見圖3-2所示。由圖3-2可知：彎管45度處，聲波信號最強，因此聲波探頭應放在接近聲波信號最強的位置。
圖3-2
聲波信號強度分布
為了更好的進行測試彎管壁厚優化，本研究分別針對壁厚為5mm、7.5mm、10mm、12.5mm、15mm的彎管進行了優化，管壁內壁由于砂粒撞擊所產生的脈沖壓強設為100Pa，所導致的彎管外壁最強處的第一主應力的對比見圖3-3。
展開 薄壁彎管在內壓和彎矩作用下的彈塑性坍塌分析
案例 Elastic-plastic collapse of a thin-walled elbow under in-plane bending and internal pressure
問題描述與目標
本案例旨在研究一個薄壁90度不銹鋼彎管及其相鄰直管段，在面內彎矩（張開和閉合彎矩）與內部壓力共同作用下的彈塑性響應直至結構坍塌。通過此分析，可以深入理解彎管的橢圓化變形、幾何非線性效應、內部壓力的影響以及彎管與直管段之間的相互作用。
它是一個薄壁彎頭，彎頭系數，半徑比 R/r = 3.07
建模詳細步驟
步驟 1：模型規劃與假設
分析類型： 靜態、通用分析步（Static），考慮幾何非線性（NLGEOM）。
對稱性利用： 由于模型和載荷的對稱性，可以只建立四分之一的模型以顯著減少計算量。
單元選擇： 主體使用減縮積分殼單元（如S8R5或S4R）來模擬薄壁管道結構。
步驟 2：創建部件
分別創建代表直管段和90度彎管段的殼體部件。或一體的彎管部件。
幾何尺寸需嚴格按照案例提供的圖紙進行。關鍵尺寸包括：管道外徑、壁厚、彎管中心線半徑等。
步驟 3：定義材料屬性
材料模型： 定義彈塑性材料。楊氏模量 E = 193MPa，泊松比u= 0.264。名稱為PIPE。
塑性數據：Mechanical--plastic 輸入真實應力-塑性應變曲線數據如下。該曲線顯示材料具有明顯的屈服平臺和硬化行為。
展開 彎管是業界公認的難加工零件之一。由于其獨特的結構形式（四分之一圓環），造成無法從一端一次性加工完成。在加工時，刀軸的控制是關鍵中的關鍵，避免刀具與工件已加工表面發生干涉或者過切是重中之重。
在下述案例中，我們將會用到著名的以色列CAM軟件Cimatron。機械社區之前做過的 十大機械設計軟件對比 中，Cimatron只獲得了少數的投票選擇，大家普遍使用SW、UG等常規軟件，下面我們就從彎管加工案例來看一下這個“陌生”軟件的應用。
一、彎管結構介紹
圖1為彎管的三維模型示意圖，結構要素不多，外形面是正六邊形和內圓面是φ30圓環沿φ90圓四分之一導動而成，兩端有垂直端面φ34圓環臺階。
圖1
二、分析零件
彎管兩端是相互垂直的兩個平面，平面加工即可。需要五軸聯動加工是φ30圓環內面，由于彎曲角度成90°，刀具很難從一端直接干到另一端，為了降低加工難度，故把彎管分別從兩端加工，每端加工46°(大于45°)，并且通過實際計算本例φ8球刀就可以滿足要求，避免定制棒棒糖銑刀的成本。粗加工計算出合適的定位角度五軸定位加工去除大余量，半精加工與精加工刀具軌跡基本一致，本文主要介紹如何編制精加工刀具路徑。
三、創建加工策略及應用
圖2 進入五軸航空銑控制面板
Cimatron五軸加工策略多種多樣，靈活性非常強。主要有以下幾種：①平行銑;②沿曲線銑;③兩曲線之間仿形銑;④平行于曲線銑;⑤曲線投影;⑥兩曲面之間仿形銑;⑦平行于曲面銑。彎管零件的獨特性，造成選擇加工策略的局限性。彎管內圓面為筒狀彎曲面，適合的加工策略有“兩曲線之間仿形銑”和“沿曲線銑”，考慮選擇曲線的方便性故本例使用“沿曲線銑”。
圖3 選擇引導曲線
創建一個高級五軸航空銑刀具軌跡。新建一個程序，主選擇選“五軸加工”，子選擇選“航空銑”，進入五軸航空銑控制面板如圖2。
展開 大家好:
闊別這么久,再次回歸,今天給大家帶來的是基于UG的彎管成形運動仿真,在實際的管路制造中,管形的合理化設計至關重要,在實際制造中由于受數控彎管機的外廓影響,肯定會存在管子在折彎時與彎管機發生碰撞的情況,基于此情況,預先在管路設計階段進行彎管機運動仿真即可大大縮短整個管路設計制造周期,達到事半功倍的效果.
還是一開始就放出最后結果動圖。
一般工程技術人員僅需通過手邊的UG軟件即可完成此項工作,本帖主要講解一下運動原理以及UG運動仿真模塊的基本設置.至于彎管機的具象外廓,還要具體型號具體建模.
首先分別對彎模,夾模,壓模建立模形,并按實際位置進行裝配,本例為直徑8毫米的整套模具.
由于只使用建模及運動仿真模塊,管形的變化是首要解決的問題,本例要進行C:45度折彎,解決的辦法即是先建一個45度的彎管,然后按成形初始位置進行裝配.
之后再對柱塞夾以及旋轉柱塞進行建模并裝配.至此完成全套機構的建模及裝配.
接下來切換至運動仿真模塊,新建仿真.創建連桿,對上訴裝配的所有模塊進行定義連桿.之后進行運動副的設定.彎模設定為旋轉副,壓模設定為滑動副,旋轉柱塞設定為旋轉副.45度管設定為旋轉副嚙合柱塞,柱塞設定為滑動副嚙合旋轉柱塞,夾模設定為滑動副嚙合彎模.
展開 
彎管的最新內容
主要受限于以下兩點：
傳感器技術與結構：熱式原理的儀表內部流道較為精細，雖然靈敏度高，但對機械強度的要求也極為苛刻；而科里奧利（Coriolis）原理的儀表（如ELI-FLOW系列）由于采用金屬彎管結構，天生具備更強的耐壓能力，輕松應對高壓工況。
步驟 2：創建部件
分別創建代表直管段和90度彎管段的殼體部件。或一體的彎管部件。
幾何尺寸需嚴格按照案例提供的圖紙進行。關鍵尺寸包括：管道外徑、壁厚、彎管中心線半徑等。
步驟 3：定義材料屬性
材料模型： 定義彈塑性材料。楊氏模量 E = 193MPa，泊松比u= 0.264。名稱為PIPE。
步驟2-2：橋接曲線
若因中間缺少外部相接曲線，而使自動產生的水路（綠色線條）無法連接到出水口（青色端點），使用編輯工具中的橋接曲線來連接紅、綠兩個水路群，選取要連接的兩個端點，完成后會出現彎管線條，將斷開的水路群組加以相連，成為連續水路。
DYNA從入門到精通5個月前
重啟動</p><p>10 顯式－隱式順序求解</p><p>11 隱式－顯式順序求解</p><p>ANSYS LS-DYNA實例</p><p>1 風機葉片包容性分析</p><p>2 顯式動力學單元</p><p>3 接觸分析中Part的運用</p><p>4 沖擊分析中的塑性和失效</p><p>5 點焊失效分析</p><p>6 鋁棒沖擊分析</p><p>7 受軸向載荷梁的屈曲分析</p><p>8 用剛性沖頭彎管
參考案例-可壓縮流-跨音速流：RAE2822 翼型
參考案例-可壓縮流-跨音速流：使用重疊網格的 RAE2822 翼型
參考案例-設計探索-伴隨形狀優化：雙元件機翼的網格靈敏度
參考案例-設計探索-伴隨拓撲優化：流經 U 形彎管
· 進排氣管理 (Airflow Management)：為發動機艙、電池組和制動系統設計高效的冷卻進氣口和排氣通道，確保足夠冷卻的同時最小化對氣動阻力的負面影響
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習彎管成型的三維模型處理
2、學習彎管成型非線性接觸相關的接觸設置
3、學習彎管成型顯示動力學分析步的建立
4、學習彎管成型顯示動力學分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
Fault Tolerant網格劃分單元2：使用ANSYS Fluent Watertight Geometry進行CFD流動分析：（i） 通過風洞的CFD防水幾何工作流程（ii） 使用ANSYS Fluent水密幾何的CFD異質流體混合單元3：使用常規ANSYS Fluent Flow進行CFD流動分析（i）使用ANSYS Fluent在圓柱體表面進行CFD流動分析（ii）使用ANSYS Fluent在彎管中混合流體
采用CFDPro進行計算，仿真結果如圖10：
圖10 兩相冷凝相變水錘CFDPro模擬結果
由圖10可以看到，蒸汽以一定速度從左側豎直管經過彎管流入充滿一定液體的水平管中，液面在剪力與表面張力作用下慢慢從波浪狀成長為充滿整個管徑的段塞狀。在段塞流不斷接近管道盡頭的過程中，冷凝現象也在時刻發生著，最終在盡頭全部冷凝結束，段塞流在管道盡頭驟停，產生壓力沖擊波，也就是水錘現象。
湍流抑制：減少直角彎頭，改用大曲率彎管（R/D≥1.5）或內設導流葉片，避免局部渦流導致積灰。
2、結構設計：從源頭防積灰
傾角設計：水平煙道設置≥5°~10°傾斜度，并在低端設集灰斗（帶鎖氣閥定期排灰）。
內壁光滑化：采用內襯耐磨陶瓷或玻璃鋼板，降低壁面粗糙度（Ra＜0.2μm），減少粉塵附著。
彎管或三通等單個組件必須手動放置，既費時又容易出錯。此外，還經常缺少用于高效布線的標準化數據基礎。對于制造商來說，所面臨的挑戰不僅僅是提供CAD模型，還要為Revit的無縫布線構建模型，包括參數數據、連接邏輯以及與原有功能的完全兼容。
