拉弯工艺的数学力学分析

单纯的弯曲工艺不能解决当前机械制造中的许多问题,为此引入了弯曲机附加拉伸的拉弯工艺.对拉弯变形所产生的残余应力进行了理论分析,得出拉弯的变形力可小于材料的屈服应力,并进行了试验验证,得出在不考虑附加拉伸塑性变形时,板料内外层的应力增加值不大,拉伸后再弯曲其内层应力增加了近2倍,这就解决了普通拉弯工艺的回弹和大弯曲半径存在的主要问题,使弯曲工艺在机械制造领域内得到更加广泛的应用.     

航天用一维线性卷筒式伸杆连续拉弯成形设备

以卷筒式伸杆为研究对象,考虑到由于弹性卷筒的高度非线性结构所导致的成形工艺与设备开发困难的问题,在通过数值模拟的方式分析卷筒式伸杆连续拉弯成形工艺过程的基础上,开展了成形设备功能与结构的研究,解决了连续拉弯成形设备制造中模具结构设计与恒张力控制等难点问题。提出了一种可用于实际生产的无张力辊带材恒张力控制模型,应用测试结果表明,后张力波动幅值小于4%,前张力波动幅值小于3%,简化了设备结构,避免了张力辊对成形精度的影响,实现了稳定控制的效果。完成了卷筒式伸杆连续拉弯成形设备的开发,并利用开发的设备成功研制了长度为6 m的弹性卷筒,制件的直线度偏差小于5 mm,获得了可供飞行应用的弹性卷筒制件。研究内容对提高我国自有弹性卷筒的批量化生产能力具有一定意义。     

碳钢不锈钢两用连续拉矫修边机组的技术特点

介绍了自主设计制造的碳钢和不锈钢两用拉矫修边机组的工艺布局、机械设备、电控系统的特点,该机组设有两弯两矫型拉矫机、窄搭接电阻焊机和铍青铜焊轮、二辊式大辊径张力辊、卷纸机、烘干机、垫纸机、涂油机、张力分区控制系统和CPC纠偏控制系统等先进装备。同时指出,带钢拉矫精整技术有向宽拉矫范围、高的板材平直度和最小的内部残余应力方向发展的趋势。     

拉弯矫直重卷生产工艺研究

论述了拉弯矫直重卷生产线中拉伸弯曲矫直与重卷的技术整合,提出采用张力活套和立式纠偏方案,解决拉伸弯曲矫直、切边、分卷等工艺集成过程中的成品率低、圆盘剪运行不稳定的问题,实现了拉弯矫直重卷生产线的国产化.     

宽板拉弯的数值分析与回弹计算

将宽板拉弯的变形区划分成若干个单元,按单元的塑性变形体积不变条件确定应变,利用增量理论,求算宽板拉弯的应力分布,并依据应力分布曲线,计算回弹及残余应力。     

弹塑性线性强化带钢的拉弯矫直过程分析

分析了弹塑性线性强化带钢拉弯矫直时横截面上的应力应变状态、带钢的弹复以及中间层应变，并与理想弹塑性材料的拉弯作了比较     

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试验在拉弯矫直理论的基础上,利用有限元显式动力学软件ANSYS/LS-DYNA的拉弯矫直模拟结果,建立了压弯量与弯曲曲率之间的关系曲线,以现有模型提供的压弯量与延伸率为基础计算得到相应张力。试验对屈服强度为180 MPa、厚度为3 mm带钢的拉弯矫直参数进行设定。结果表明:方法简单、实用,可以满足生产使用要求,可对其他规格带钢的拉弯矫直参数设定提供参考。     

某型轿车门框三维拉弯模具设计方法研究

为减少某型轿车门框的三维拉弯回弹,通过单向拉伸试验,获得了SPCC材料的弹性模量、抗拉强度、屈服强度、应变硬化模量等材料的力学性能参数和真实的应力-应变曲线方程。基于板料弯曲回弹计算,给出了拉弯件内层材料的回弹前和回弹后曲率半径的关系以及回弹半径的表达式。在此基础上,提出将工件形线离散化,计算工件回弹前的形线方法,确定拉弯模形线,并进一步绘制拉弯模外形。根据理论分析结果,设计门框的三维拉弯模具,进行拉弯试验,并得到了合格的工件,验证了该方法适用于拉弯模具的设计。     

5m直径大角度型材框拉弯成形工艺

针对某一运载火箭大角度型材框,对力控制模式下的拉弯成形进行了模拟及试验研究,模拟分析了拉弯力对成形件应力、应变分布及回弹量的影响规律。模拟结果显示,随着拉弯力增加,型材截面内外侧切向应力差减小,回弹和扭翘变形也减小,但不利的一面是变形量增大,零件壁厚减薄率增加,截面尺寸变化加大,综合考虑,选取合适的拉弯力为97.4 k N。试验分析了拉弯力、第1次拉弯包角及补拉量对零件成形精度的影响规律。试验结果表明,拉弯力和补拉量越大,零件的角度、平度及弧度间隙越小,尺寸精度越高。通过试验,得出了优化的拉弯工艺参数,即拉弯力为105 k N,第1次拉弯包角为65°,补拉量为60 mm。在此参数下拉弯,零件淬火后变形程度较小,扭翘现象较小,回弹量较小,成形出尺寸合格的零件。     

激光辐照对航空高强度结构钢疲劳特性影响的研究

本文研究了航空高强度结构钢边圆角试件激光辐照方式与光斑尺寸的选择原则,并由实验结果得出在合理选择以上两个条件的前提下,可大幅度提高其拉-拉及弯-弯疲劳寿命的结论,同时检测了激光辐照后残余应力的稳定性,得出由于残余应力是由相变产生,因此无释放趋势的结论。     

厚壁钢管张力减径过程的变形规律研究

荒管壁厚和张力系数是张力减径工艺的重要参数,对成品钢管质量具有直接影响。针对20机架钢管张力减径过程建立热力耦合有限元模型,并选择9种不同壁厚的钢管进行数值模拟,得到了张力减径过程中金属的流动规律,研究讨论了钢管内多边形的形成机理,总结了荒管壁厚和张力系数对张力减径工艺的影响规律。     

用转矩控制提高拉矫线延伸率控制精度的方法

针对冷轧带钢拉矫线延伸率控制精度低的问题,分析认为其主要原因是拉矫线延伸率的控制采用调节拉矫机前后张力辊速度的方法,调速响应慢、滞后严重、超调频繁。为此,在首钢某拉矫线张力辊采用了转矩控制方式,改变了控制思路,提高了延伸率控制精度。     

转台式拉弯机的双向补拉液压系统

介绍了在转台式拉弯机的液压系统改造中,利用增压系统解决两个方向拉伸夹头均能按需调控补拉量的问题。其所具备的双向补拉功能,使转台式拉弯机兼具张臂式拉弯机的优点,具有良好的工艺性。     

电梯平衡补偿链焊缝强度自动拉伸检测系统

针对电梯平衡补偿链焊缝强度的拉伸检测问题,设计了电梯平衡补偿链焊缝强度自动拉伸检测系统,包括双斜楔联动夹紧机构、单向止回机构、链条导向装置、牵引机构和控制系统,实现了电梯补偿链的"逐段拉伸、逐段送进、连续工作"的全自动工作方式,有效地提高了工作效率,降低了工人劳动强度。     

拉矫参数对带钢氧化皮剥离及酸洗性能的影响

目的研究破鳞工艺对热轧带钢表面氧化铁皮开裂剥离及酸洗速率的影响。方法采用自主设计的拉伸矫直试验机对热轧带钢进行破鳞试验,通过调节拉矫机的压下量和张紧力,获取不同拉矫参数下的破鳞试样。利用金相显微镜对不同拉矫参数下的带钢试样的表面和界面形貌进行观察,分析氧化皮的剥落率和破裂情况,比较张紧力和压应力的破鳞作用。采用电位导数首零法对试样进行酸洗速率测定,研究拉矫工艺参数对酸洗速率的影响。结果氧化皮剥落率随着压下量和张紧力的增大而增大,压下量对氧化皮的剥离作用有较强影响。保持压下量或张紧力不变时,酸洗时间随着延伸率的增大而减小;延伸率相近时,较大的压下量对应延伸率的酸洗时间更短;延伸率达到1.36%左右时,酸洗时间达到饱和最低点值24.3 s不再变化。结论氧化皮在受压应力作用时主要以剥落为主,酸洗时间迅速减少;受张紧力作用时主要以产生裂纹为主,对酸洗速率的提升作用弱于压下量。拉矫时采用提高压下量的方法更利于提高酸洗速率。     

Forming limit diagram of auto-body steel sheets for high-speed sheet metal forming

This paper is concerned with the uniaxial tensile properties and formability of steel sheets in relation to the strain rate effect. The elongation at fracture for CQ increases at a high strain rate while the elongation at fracture for DP590 decreases slightly in relation to the corresponding value for a quasi-static strain rate. The uniform elongation and the strain hardening coefficient decrease gradually when the strain rate increases. The r-value of CQ and DP590 was measured with a high-speed camera in relation to the strain rate. The r-value is slightly sensitive to the strain rate. Static forming limit curves (FLCs) and high-speed FLCs were constructed with the aid of punch-stretch tests with arc-shaped and square-shaped specimens. In addition, a high-speed crash testing machine with a specially designed high-speed forming jig was used for the high-speed punch-stretch tests. Compared with the static FLC, the high-speed FLC of CQ is higher in a simple tension region and lower in a biaxial stretch forming region. The high-speed FLC for DP590 decreases in relation to the static FLC throughout the entire region. The elongation at fracture appears to be closely related to the simple tension region of the FLC. The shear fracture is observed from SEM images of specimens tested in the biaxial stretch forming region under the high-speed forming condition. The dimples indicating the shear fracture have elongated horseshoe shape. The high-speed FLC is lower than the static FLC in the biaxial stretch forming region because the shear fracture induces the decrease of ductility. The results confirm that the strain rate has a noticeably influence on the formability of steel sheets. Thus, the forming limit diagram of high-speed tests should be considered in the design of high-speed sheet metal forming processes.     

板材拉伸成形中损伤、失稳与成形极限曲线的建立

失稳理论是建立成形极限曲线（ＦＬＣ）的理论基础。本文论述了ＦＬＣ理论研究中存在的问题。指出：一般出厂板的表面状况不会影响板材的集中失稳；板内损伤平面应变时最严重。双拉时，板内损伤的积累、发展，导致应力状态向平面应变漂移；拉压时，载荷失稳后引起的双拉，也会导致平面应变。因此平面应变状态的出现是双拉与拉压状态板材集中失稳的共同原因。在此基础上提出了建立ＦＬＣ的统一的模型。试验结果表明，新模型优于Ｍ－Ｋ理论。     

由吊扇下壳成形探讨拉伸工艺

带钢材料在确定拉伸工序前须经拉伸工艺试验，要了解拉伸中材料流向、拉伸中毛坯的应变状态和如何处理凹凸模圆角。     

FeCoNiSiB非晶合金感生各向异性对磁性能的影响

研究了恒温张力退火和横磁退火工艺对FeCoNiSiB非晶合金各向异性及磁性能的影响。结果表明,合金经恒温张力退火后表现出高直流偏置性能和高损耗的特点,而经横磁退火后具有优异的综合软磁性能,即具有高直流偏置能力的同时具有低损耗的特点。其中,恒温张力退火过程中提高退火温度时合金直流偏置能力增加,550 ℃下张力退火5 min的直流偏置场强度H_0.98为195 A/m,对应的损耗值P_cm为7255 W/kg;而经450 ℃横磁退火后,合金直流偏置场强度H_0.98可达374 A/m,对应的损耗值P_cm仅为200 W/kg。除此之外,经恒温张力退火和横磁退火后FeCoNiSiB非晶合金内部均形成180°条形磁畴结构,但其磁化矢量方向分别平行和垂直于磁化方向。     

拉弯矫直辊的制造工艺

分析了拉弯矫直辊结构的特点,对拉弯矫直辊的加工工艺过程以及其工艺实施中的难点做了详细介绍。