结合对金属管材塑性成型的特点的认识和理解，采用ABAQUS有限元模拟仿真软件来进行弯头冷推制过程的仿真模拟，结合ABAQUS有限元模拟仿真软件的功能特点来建立冷推制弯头的有限元模型，模型所采用的网格类型、边界条件、加载路径等参数也将根据以上条件来选取。

1、几何模型的导入

如图3-1是工厂提供的实际生产中Φ273弯头的管坯尺寸。

    在三维建模软件UG中创建管坯及模具模型，以igs的格式导入ABAQUS中建立模拟仿真模型。基于模型的几何对称性，选择模型的二分之一来进行有限元的模拟仿真分析。

      在ABAQUS中模具为离散刚体，因此将模具建立为壳体，图3-2为冷推弯头的有限元模型。

2、单元类型的选择

    由于推弯过程会发生大的变形，管坯模型结构的不规则性，本文采用了C3D4（4节点线形四面体单元）。对于推顶装置、模具和芯棒则选用离散刚体单元R3D4。

3、边界条件的定义

   (1)对称面的确定。冷推制弯头的结构是关于X-Y面的对称结构。为了节省计算时间使计算过程更加方便简洁，建立了关于X-Y面的对称仿真模型。

   (2)摩擦条件的确定。对冷推弯头过程选择应用库伦摩擦模型，管坯与模具之间满足库伦摩擦条件，将摩擦系数设置为0.1，法向方向设置为硬接触。

   (3)加载方式。在冷推制弯头过程中，模具与芯棒固定，以推顶装置推动管坯移动为加载方式，当管坯沿X正方向移动1020mm时停止运动。

4、求解器模块的选择

    基于ABAQUS/Explicit求解器的特点同时考虑到弯头冷推制是一个大变形问题以及考虑到计算速度的问题，在冷推制弯头模拟过程中选用了ABAQUS/Explicit求解器。

5、冷推制弯头模型评估

    在对Φ273冷推制弯头成型的仿真模拟过程中，随着时间的推移内能不断地增加，而其伪变能只是在很小的范围内有变化，动能也只是在很小的范围内有所变化。伪变能相对于内能几乎可以忽略不计，比较严重的“沙漏”情况并没有在此次仿真模拟中出现，从而在模拟过程中不用设定沙漏刚度，网格精度也足够，不需要进行更加精密的网格划分。动能与内能的比率大约在5%，满足了动能相对于内能必须很小的准则，同时动能并没有出现很大的震荡，由此可以得出结论，动能是适当合理的。通过以上分析可以得到结论：冷推制弯头仿真模拟模型的整个成型过程可以看作是一个准静态响应过程，并且此次仿真模拟模型所应用的加载方式也是可以接受的。