基于弯曲角度分配函数的辊弯成形研究

针对辊弯成形过程中因弯曲角度分配不合理出现的应变集中,从而引起扭曲、角部褶皱、边角裂纹和撕裂等缺陷,提出优化弯曲角度分配函数的辊弯成形工艺技术,即依据压型板的截面形状选择优化函数参数及确定成形道次。量化型材断面立边端部水平面的投影轨迹三次曲线,利用曲线函数对弯曲角度合理分配,研究板材在成形道次间的最大等效应变,同时研究了不同板材材料对辊弯产品的影响。通过理论模拟和实验验证最优弯曲角度分配函数。板材厚度为1. 0 mm时,6061铝合金成形道次间等效应变最大值比Q235钢低0. 04%,说明板材材料性能对辊弯成形过程有着重要影响。     

四辊预弯与连续滚弯成形的机理与试验分析

为提高预弯段的成形精度,建立了侧辊位移量与预弯段成形半径的四辊预弯数值模型。采用有限元软件分析了滚弯变形区应力应变场的演变规律、轧辊与板材间的摩擦力对滚弯成形的影响,以及多道次滚弯成形后,板材表面塑性应变场的变化规律。四辊多道次滚弯试验表明,四辊预弯数值模型和有限元模型的成形半径比试验结果小,误差分别为11.2%和6.3%;板材与轧辊间的摩擦力是导致预弯段成形半径小于连续滚弯段成形半径的重要原因;多道次滚弯加工后,预弯段成形半径相对于连续滚弯段成形半径的误差,由单道次滚弯加工时的7.3%降至1.7%,预弯段的成形精度得到有效提高。     

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。     

四辊卷板成形过程中宽度效应的影响规律

在四辊卷板机卷制板材过程中,板材宽度变化会影响卷板质量。以弹塑性双线性硬化模型作为基础理论,推导出板材宽度、曲率和弯矩关系,建立四辊卷板滚弯过程数学模型,得到成形曲率与侧辊进给量的计算公式,并根据理论结果分析了板材宽度效应对板材滚弯过程的影响规律。结果表明:在宽板中心处,存在不利的双向拉伸条件,增加了板材的成形难度,宽度变化影响卷板的最小弯曲半径;随着板材宽度增加,板材所需成形力与驱动扭矩增加,筒体容易产生桶状变形。对板材四辊滚弯过程进行有限元仿真,结果表明:通过对宽板进行多道次滚弯,可以减小板材最大应力、轴辊成形力和驱动扭矩,有效控制板材宽度效应对四辊卷板成形过程的影响。     

基于DB.12Cr2Mo1V钢的大型四辊卷板机卷板减薄分析

通过有限元分析仿真模拟软件Simufact建立板材卷制模型,开展了基于DB.12Cr2Mo1V钢的卷板成形工艺模拟设计,找出板材成形后最大减薄量出现的位置并与实际生产中测量的板材厚度减薄量进行对比,以掌握板材塑性成形技术中的减薄机理,形成有效的缺陷控制方法。有限元分析结果表明:板材成形过程中的等效塑性应变的最大值出现在板材边缘处,由第3道次中左侧辊对板材成形的过度挤压所导致,并观测到板材的中性层发生内移;板材成形过程中最大减薄量出现在板材前端预弯处,减薄量为2.2 mm,与实际生产中测得的结果吻合度较高。最后,提出针对性的优化方案,对实际生产具有一定的参考价值。     

金属板材多道次渐进成形的模拟分析

针对半锥角为30°的圆锥凸台件,借助Abaqus有限元软件分析了多道次和单道次渐进成形过程。得到了各道次成形后的厚度分布云图和等效应变图,并对其进行了回弹分析。结果表明,多道次成形比单道次成形质量更好,板材厚度分布更均匀;多道次可以增大板材塑性变形极限,延迟裂纹产生,并且多道次成形后的回弹量明显小于单道次成形。     

三辊滚弯成形过程的回弹研究与试验分析

回弹是板材滚弯成形过程中一种不可避免的现象,直接影响着板材的加工精度。为了提高三辊卷板机板材回弹后的成形质量,建立了三辊回弹理论模型,预测了板材回弹后的滚弯成形半径;利用ABAQUS仿真软件分析了滚弯变形区的应力场分布,分析了上辊下压量、轧辊与板材间的摩擦力以及多道次滚弯成形对板材回弹的影响规律;通过多道次滚弯试验进行了验证。试验结果表明:随着上辊下压量和摩擦系数的增大,板材回弹量的下降趋势逐渐趋于平缓;多道次滚弯加工降低了板材回弹时的波动,提高了回弹均匀性,板材的成形质量随之提高;相较于多道次滚弯试验,三辊回弹理论模型的最大误差为8.4%,有限元模型的最大误差为6.7%,都具有较高的精度。     

四辊连续滚弯侧辊位移计算与数值模拟

在四辊卷板过程中,卷制工件的曲率主要取决于侧辊的位移量。以塑性弯曲理论为基础,对四辊连续滚弯过程中板材各阶段的变形情况进行了理论分析。根据卸载定理推导出双线性硬化模型板材的回弹曲率计算公式,建立了四辊连续滚弯侧辊位移的数学模型。利用ABAQUS有限元软件对四辊连续滚弯过程进行三维动态模拟,对仿真值和理论值进行了比较,分析了不同板厚下侧辊进给量、相对弯曲半径与成形曲率半径之间的关系。结果表明:有限元仿真误差较小,可以用来指导实践;随着侧辊进给量的增加,板厚对成形曲率半径的影响逐渐减小;成形曲率半径随着相对弯曲半径的增加基本呈线性关系变化。     

变截面B柱加强板辊弯成形有限元仿真及实验

三维变截面辊弯成形是一种新兴成形工艺,可生产不同截面形状的产品,对汽车轻量化发挥重要作用。为探索其成形机理和变形特征,文章建立了6道次的三维变截面辊弯成形生产线有限元模型,对汽车B柱下部加强板的成形过程进行分析。从仿真结果中提取等效应力、等效塑性应变、板料厚度及成形截面等参数,并通过实验进行研究对比。结果表明,仿真数据与实验结果高度一致,说明所建立的仿真模型能够为产品的大批量生产提供有效理论支撑。     

Ti55合金电辅助V弯电热力耦合仿真及回弹预测EI北大核心CSCD

本文为研究Ti55合金板材电辅助V弯回弹规律,基于ABAQUS软件平台建立Ti55合金板材电辅助V弯电-热-力耦合三维有限元模型。对板材V弯及回弹过程进行正交试验模拟,研究弯曲角、相对弯曲半径、有效电流密度、成形速度对板材回弹的影响规律,建立了基于径向基函数的回弹预测模型。结果表明:在选取参数范围内,随着弯曲角、相对弯曲半径的增大和有效电流密度的减小,回弹角增大;随着成形速度的增大,回弹角先减小后增大。极差分析和方差分析得到弯曲角和相对弯曲半径对回弹角有显著影响。电辅助板材V弯相对机械V弯回弹角平均降低48.7%。进行电辅助V弯实验,对比厚度、温度和回弹角,平均误差分别为9.4%、4.6%和13.4%,验证了有限元模拟及回弹预测模型的准确性。     

外卷边槽钢多道次辊弯成型数值模拟

利用有限元软件ABAQUS对外卷边槽钢的多道次辊弯成型过程进行了数值模拟。基于动力显示算法,采用引导板料入辊方式建立了外卷边槽钢多道次辊弯成型有限元模型。分析了成型过程中槽钢的金属变形状态与应力应变场的变化情况,并重点研究了外卷边槽钢边部纵向应变、内外弯角处厚度与横向应变在成型过程中的变化情况,为优化多道次辊弯成型工艺提供了理论依据。     

Predicting plastic deformation and work hardening during V-band formation

V-band clamps are manufactured using a cold roll forming process consisting of six passes which plastically deform an initially flat strip by bending to produce the band's V-section. In this paper a new method of validating numerically predicted plastic deformation in a cold formed metal strip is presented. Tensile testing of samples of the band's material was used to obtain a direct link between plastic strain and work hardness of this particular material. Using this correlation, the equivalent plastic strain (PEEQ) values predicted by finite element simulations were converted into hardness values. These values were compared to experimental work, in which samples of each pass of the roll forming process were taken to determine the work hardness in the cross section of the V-band using a micro-hardness machine. The error in strain predicted by the numerical method and hardness obtained by testing was found to be between 0.4% and 16.9%. This error was mainly due to uncertainty in material properties and the accuracy of the measurement technique. Compared to the more classical approach of measuring strain distribution with strain gauges, this method is more precise and accurate, as it is able to pick up even small changes in strain distribution.     

摩擦对高温合金复杂截面圆环多道次滚压成形不均匀变形作用

在高温合金复杂截面薄壁圆环多道次滚压成形过程中,板料要经历多场多因素偶合作用下复杂的不均匀塑性变形和组织演化历程,特别是不均匀塑性变形通常是导致薄壁件成形起皱、椭圆和开裂等缺陷产生的主要因素。摩擦是描述环件与辊轮接触作用的主要参数,很大程度上决定着该环件多道次滚压成形过程中塑性变形的不均匀性,严重的影响着其滚压成形质量。为此,本文以有限元仿真为主并结合实验和理论方法,对高温合金GH4169薄壁w形圆环多道次滚压成形进行了系统的分析;进而提出了不均匀变形度的表征方法,研究获得了摩擦对高温合金复杂截面薄壁圆环多道次滚压成形不均匀变形的影响规律。结果表明：随着滚压成形的进行等效应力极值逐渐增大,且从动辊进给时环件弯曲部分材料变形量较大;随着驱动、从动辊与环件之间摩擦系数的增加,不均匀变形程度先减小,后逐渐增大;导向辊与环件之间的摩擦对不均匀变形度的影响不大。     

液压油箱成型机设计及工艺参数控制

针对现有围板成型方式的不足,提出一种伸缩式的支撑方式,极大地提高了工作效率。基于金属塑性成型理论,根据板料成型过程中的塑性条件和板料卸载原理,推导出塑性成型弯曲回弹规律。基于材料力学小变形叠加原理,进行折弯辊挠度推导,应用Workbench仿真设计,得到折弯辊最小挠度尺寸。通过以上计算与仿真得出的围板成型工艺参数,保证了产品质量。     

板料弹塑性弯曲应力应变中性层位置关系探讨

通过对板料弹塑性弯曲应力应变分析 ,利用材料力学中的平面曲杆理论 ,提出了板料大曲率弹塑性弯曲塑性应力应变中性层和弹性应力应变中性层均向内移动并重合的观点     

异步热轧铝合金厚板的剪切变形和板形控制

异步轧制技术作为一种制备高性能超细晶材料的剧烈塑性变形方法主要应用于箔材和带材的生产。通过调整轧机上下辊的辊径实现异步轧制,采用该技术制备5182铝合金热轧厚板,并研究剪切变形和板形控制。结果表明：异步轧制对金属塑性流动具有重要影响,并在一定程度上细化微观组织,提高组织、性能的均匀性,异步轧制也可以降低轧制力。在异步轧制过程中经常出现轧板弯曲现象,同时探讨了影响轧板弯曲的因素。     

飞机Z形框滚弯加工数值模拟与分析

采用大型有限元分析软件ANSYS,对飞机Z形框滚弯及其回弹过程进行三维动态仿真模拟。模拟结果表明,在Z形框滚弯过程中,型材截面的4个角处均存在应力集中现象;随着弯曲半径的增大,塑性应变值减小;塑性应变的最大值出现在受压侧缘条的中部;塑性应变为零的部位基本在Z形框高度的中线处。文章研究了各种因素对Z形框滚弯回弹的影响。研究结果显示,Z形框回弹半径随着弯曲半径的增大而增大,随着型材厚度的增大而减小,随着应变刚模量D值的增大而增大。     

S形截面不锈钢钢丝的成形与模拟分析

根据钢丝的截面形状与不锈钢的特性,采用1道辊弯及2道辊模拉拔的成形方案,并设计出轧辊的孔型,利用DEFORM3D软件对钢丝的成形过程进行模拟,截取工件周向上200个点的等效应力并分析各个方向上所受应力的变化,通过工件上等效应力、等效应变及金属流动状况分析了工件成形的变形机理。     

四辊卷板机轴辊位移的一种计算方法

四辊卷板机现有的卷制工艺数学模型通常未考虑非对称卷圆时卷板曲率中心的偏移对下辊位置的影响.在考虑卷板机弯卷过程中板材回弹的基础上,结合数学-力学的分析,确定卷板曲率中心偏移后下辊的精确位移,建立板材弯矩和受力与侧辊和下辊位移之间的关系,提出了四辊卷板机轴辊位移的一种计算方法;通过弯矩和压力确定剩余直边与下辊位置角?b之...