变截面辊弯成形试验

该文以单轴变截面辊弯成形机为平台,进行变截面辊弯成形试验研究,完成了U型断面3种类型的变截面辊弯成形样件;对样件出现缺陷的原因进行分析,其结论为进一步研究、改进与设计变截面辊弯成形试验提供了参考。     

非对称断面型材成型有限条模拟与可视化研究

以基于U.L.法的弹塑性大变形样条有限条方法为理论基础,建立了体现辊弯成型特点的流动模型,针对非对称断面型材特点改变了边界处理的条件,引入并充分利用了计算机图形处理手段,实现了基于OOP的辊弯成型过程可视化模拟并形成了稳定系统。以一种非对称断面型材成型为例,对其进行了全流程的仿真计算,给出了模拟的图形结果并进行了分析。     

变截面辊弯回弹机理研究

通过设定不同的边腿高度、边腿成形半径、板厚和材料属性等工艺条件,建立了柔性变截面辊弯有限元模型,对型材边腿在辊弯过程中的回弹现象进行了仿真研究和试验验证。结果表明:边腿高度在变截面辊弯回弹过程中起到主导作用,且不易受到其他因素的干扰,边腿成形半径对回弹角的影响作用仅次于边腿高度,板厚和材料属性对回弹角的影响相对较小。型材变截面边腿部分在折弯过程中沿成形方向会受到较大的附加变形,从而产生更大的纵向应变,成形完毕后其内部积累了更大的纵向残余应力,直接导致变截面边腿回弹量的增大。     

变截面辊弯成形边波机理

通过建立柔性变截面辊弯有限元模型,分析变截面型材边腿的应力应变变化过程,对变截面辊弯过程中型材边腿出现边波褶皱的机理进行研究。结果表明,型材凹弧区边腿在成形后纵向受拉,表面光滑无褶皱;当其纵向压应力足够大时,凸弧区边腿会由于失稳而褶皱,出现边波现象。增加边腿高度或减小边腿成形半径,均可以有效扩大凸弧区边腿的最大理论形变率,并增大边波的剧烈程度。     

3004Al帽形钣金件基于优化函数协同变横向辊距技术的辊弯成形研究

在帽型钣金件辊弯成形过程中,传统的辊弯技术在辊弯过程中常常出现起皱、辊裂、变形等缺陷。针对上述问题,提出优化函数协同变横向辊距技术,即依据帽形件的截面形状对抽象函数优化,确定优化函数参数;对横向辊间距进一步优化,建立变辊距辊弯系统。首先,通过对抽象函数进行参数化设置,对材料3004Al的帽形件的辊弯成形进行了有限元模拟,确定优化函数;随后,在优化函数的辊弯环境中,对帽形件在多组恒值横向辊距中进行了辊弯模拟,从而确定变横向辊间距,并利用优化函数协同变横向辊距技术对3004Al帽形件进行辊弯实验。研究表明:基于优化函数协同变横向辊距技术的辊弯成形模拟结果与实验结果相吻合,且辊弯效率高、质量好。     

辊弯成型中的纵向弯曲

纵向弯曲是辊弯成型中存在的普遍现象。由于辊弯成型过程的复杂性,孔型的设计和成型道次数目对纵向弯曲的影响仍然靠经验来确定。利用ANSYS/LS-DYNA软件中的显式动态有限元模块,模拟槽钢辊弯成型过程;并将模拟后的结果与实验数据进行对比;通过改变成型角的尺寸、成型道次的数目和成型底线布置,得到了不同情况下的纵向应变和下弯值,从而找出产品辊弯成型时纵向弯曲的规律,为槽钢辊弯成型设计提供了理论依据。     

非对称截面辊弯成形扭曲有限元分析

由于非对称截面的立边长度不同，辊弯成形过程中易出现扭曲缺陷。采用实验及有限元模拟相结合的方法，对非对称截面的辊弯成形进行研究。建立了超高强钢辊弯成形的有限元仿真模型，提出了通过倾斜前置轧辊来减轻V型非对称截面扭曲缺陷的方法，对前置轧辊倾斜角度的计算方法进行了探讨。结果表明：对于V型非对称截面的辊弯成形，倾斜前置轧辊改变了板材进入成形轧辊的状态，前置轧辊的倾斜角度φ=8.9°,扭曲角度减少40.9%,变形区纵向应变的峰值明显降低，且应变量减小；两侧立边所受的弯矩差值是引起扭曲缺陷的重要因素，倾斜前置轧辊使得板材两侧立边所受弯矩差值的大小和方向发生变化，合弯矩从0.18 N·m变为17.60 N·m,方向从转向短立边变为转向长立边，从而一定程度上抑制了扭曲缺陷。     

定模动辊变截面辊弯成形有限元分析

基于ABAQUS/Explicit显示动力模块对DP980高强钢定模动辊变截面辊弯成形建立有限元模型,分析板材成形后的等效应力、等效塑性应变及截面厚度的分布特点,并进行安全校核。获得了轧辊成形力与板材的回弹量,为轧辊设计提供了依据。通过实验验证了定模动辊变截面辊弯成形工艺的可行性及有限元分析结果的可靠性。     

大直径ERW直缝焊管排辊成型的有限元模拟

采用大型非线性有限元软件Marc对ERW直缝焊管的排辊成型过程进行模拟．获得了成型管坯形状以及各机架截面处和沿板带纵向的等效应力与应变场分布;分析了排辊成型面与管坯的接触状态。为排辊成型焊管机组的孔型设计以及排辊调整提供了理论依据。     

试论偏心成型立辊

通过分析现有非偏心成型立辊孔型存在的各种弊端, 提出了偏心成型立辊孔型这一新概念。详细介绍了偏心成型立辊的结构特点、作用、偏心位置与偏心距的确定以及实验结果等。偏心成型立辊不仅可以增大管坯的变形量, 减少轧辊的磨损, 延长成型辊的使用寿命, 而且还便于调整, 能够提高焊管的质量     

激光复合织构焊管轧辊模具成形有限元模拟与试验研究

目的提高焊管成形质量,为激光复合织构轧辊模具产业化提供试验依据。方法通过数值模拟方法模拟焊管轧辊成形过程,获得不同摩擦系数组合下板料成形应力应变和径向厚度数据,并获得最优模具表面织构方案,为轧辊模具表面织构处理提供依据。依据数值模拟结果,运用激光表面织构技术对辊子模具表面进行复合织构加工处理,开展激光复合织构模具和未织构模具成形对比,并对成形件进行残余应力、应变、边缘减薄率等检测分析。结果数值模拟结果表明,下辊边缘区域应为减摩区,上辊边缘区域应为增摩区;应对下辊边缘区域进行激光微织构减摩,上辊边缘区域进行激光毛化增摩。成形试验结果表明,试验结果与数值模拟结果基本一致;与未织构模具相比,激光复合织构焊管轧辊模具优化了成形件的应力应变分布,降低了板厚边缘减薄率(5.06%),提高了成形件的均匀性(3.9%),成形件边缘区域形成了残余压应力。结论激光复合织构焊管轧辊模具相比未织构模具,可显著改善成形件的边缘稳定度和成形质量。     

离心铸造高速钢轧辊裂纹形成机理研究

通过分析离心铸造高速钢轧辊凝固过程和裂纹形成条件,发现离心铸造高速钢轧辊裂纹形成的主要原因是高速钢轧辊凝固层强度低,且与铸型产生间隙,不足以承受离心压力所致.裂纹源萌生后,在离心铸造系统长时间工作环境下,轧辊不能自由凝固收缩,促进裂纹的扩展.中间层凝固和轴向凝固的出现,不利于获得致密的轧辊组织,促进轧辊产生裂纹.     

花键冷滚压精密成形力学分析与数值模拟

分析了花键冷滚压成形过程,对冷滚压精密成形过程的单位平均压力、冷滚压接触面积和滚压力进行了分析与计算.在此基础上,建立了花键冷滚压过程的力学模型与数学模型,并对花键冷滚压成形过程进行了数值模拟.通过对理论分析、数值模拟和试验研究的对比分析,为花键冷滚压成形工艺的研究与应用提供了理论依据.     

非直壁外形筒体零件辊挤成形工艺设备研究

针对非直壁外形筒体零件的几何形状特点,在综合分析辊锻和挤压成形工艺的基础上,提出了集辊锻、挤压为一体的复合辊挤成形工艺。同时介绍了此工艺的设备设计,并进行了计算机辅助模拟验证。     

有限元在冷弯型钢中的应用

主要运用弹塑性有限元法（借助于MSC/Mentat软件）对冷弯型钢成形过程进行仿真分析,对成形过程中轧辊载荷分布进行预测。通过修改孔型参数达到载荷的合理分布,从而控制成品型钢的质量,并为冷弯型钢成形设备设计、校核提供力能参数。     

Controlling the Cold Roll Forming Design Process

The cold roll forming process requires successive forming profiles to be determined and an appropriate number of profiled roll sets to be designed for the product to be rolled. This paper examines the design process and how one company has put in place a design-production control system that allows designs to be ranked in terms of quality and efficiency. In addition, consideration is given to the proportion of time given to each design task and how non-creative design activities can be automated.     

耙齿辊锻成形工艺及模具设计

叙述了辊锻工艺实质及其适用性,用辊锻成形工艺生产耙齿的优点。介绍了耙齿辊锻虎艺锻件图的制订,毛坯尺寸的选择,辊锻道次的确定,各道工序变形量的分配,是锻成形工艺的拟制,辊锻模具设计及其模具材料的选用。     

机架间距对U形件成形及回弹的影响

为了研究成形道次对U形件辊弯成形过程中应力、应变及回弹的影响,使用有限元软件ANSYS建立模型,利用ANSYS的动态显式算法,对不同机架间距下板料在辊弯成形过程中圆角处应力、应变规律进行了研究,利用其静态隐式算法分析了机架间距对U形件回弹量的影响。结果发现,板料成形过程中,随着机架间距的改变,U形件圆角处的应力、应变值及回弹量均变化不大。     

板料厚度对冷弯成型及回弹影响的模拟研究

使用ANSYS/LS-DYNA有限元软件的显式求解功能对厚度为4～8mm的板料进行有限元弹塑性分析,得到了板料成型过程中厚度因素对轧件应力、应变的影响规律。接着利用ANSYS的隐式求解功能分析了厚度因素对板料回弹的影响规律,并将回弹量的模拟数值与工作现场的回弹数值进行比较,表明计算结果具有一定的可信度。     

Research on the behavior of transversal crack in slab V–H rolling process by FEM

Cracks appear on slab corner which is an important quality problem in some steel works. The closure and growth of transversal crack on slab corner during multi-pass vertical–horizontal (V–H) rolling was simulated with the explicit dynamic finite element method (FEM) and the updating geometric method. The influences of the friction coefficient, the crack size, the edger roll shape, and the fillet radius of grooved edger roll on the closure and growth of cracks were analyzed with the crack width and the contact pressure on crack surfaces. For vertical rolling, the contact pressure on crack surfaces when the grooved edger roll is used is larger than that when the flat edger roll is used. However, after horizontal rolling, the cracks open again when using the grooved edger roll, which may close well when using the flat edger roll. With increase of the fillet radii of the grooved edger roll, the contact pressure on crack surfaces increases during V₁ pass and decreases during V₂, V₃ pass. Reduction of the friction coefficient between the slab and the rolls is helpful for the crack closure for both the flat edger roll and the grooved edger roll during vertical rolling. The experiments were performed for the behavior of transversal crack on the pure lead slab corner, and the calculated results have the same tendency of the crack behavior as the experimental ones.