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。     

基于缺陷控制的DP980高强钢三维变截面辊弯成形有限元仿真

三维变截面辊弯成形时,辊组共轭空间曲线扫出空间曲面时仅能控制该曲线上的一点,存在非控制区,因此造成变截面辊弯过程中底部腹板具有自由变形区,出现成形缺陷。基于双齿条单齿轮轴系结构的三维变截面辊弯成形装备,提出缺陷控制方法,并基于ABAQUS有限元仿真软件,建立缺陷优化仿真模型。针对DP980双相钢材料进行某汽车构件成形全流程有限元仿真,获得板材成形过程中复杂的变形规律、轧辊成形力与回弹预测。仿真结果表明,缺陷控制方法效果明显,成形件质量较好。通过成形实验进一步验证了缺陷控制的有效性,成形质量与仿真结果基本保持一致。     

基于RIK硬化模型的柔性辊弯成形仿真研究

针对柔性辊弯成形过程中板材反复加载、卸载的复杂成形工艺特点,采用Fortran语言对ABAQUS用户子程序VUMAT进行二次开发,对考虑交叉硬化效应和包辛格效应的材料非线性旋转运动(Non-linear Rotational and Kinematic,RIK)硬化模型进行有限元程序实现,并利用动力显示ABAQUS/E...     

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。     

辊弯成形中成形力的理论分析和有限元仿真

基于板料为幂次强化材料模型的假定,根据外力做功与板料变形所消耗的内功相等的原理,建立了辊弯成形的理论分析模型,得出了成形力的数学计算公式,分析了各工艺参数对成形力的影响趋势。为了验证理论计算的有效性,建立了辊弯成形有限元仿真模型,对U型材的辊弯成形过程进行了有限元仿真计算。结果表明,成形力的理论计算结果和有限元仿真数据吻合良好;采用成形力计算公式的计算结果与现有文献中的实验测试数据符合程度较好。     

槽钢辊弯成形过程的有限元仿真

以大变形弹塑性有限元方法为基础．利用MARC软件对槽钢板坯进行了三维大变形模拟，分析了在辊弯成型过程中不同道次辊压所造成的槽钢各部位应变和应力的分布情况．揭示了槽钢在成型过程中金属的变形规律。从而为生产与设计，特别是孔型设计提供了可靠的理论依据．为计算机孔型设计与制造系统奠定了基础。     

高强钢辊弯回弹的有限元分析

随着高强钢越来越多地应用于冷弯型钢,辊弯加工中回弹也就成了辊型设计的难点之一。文章建立了U形型钢辊弯成形回弹的有限元模拟模型,并验证了该模拟建模是可靠的。同时基于该模拟建模方法,探讨了各材料参数及工艺参数对高强钢(屈服强度300MPa~600MPa)辊弯加工产生回弹的影响规律。研究表明,在材料参数中随着屈服强度和强化系数的增加,产生的回弹明显增加;而随着强化指数和厚向异性系数的增加,产生回弹变化不明显;在工艺参数中随着弯曲角增量的增加,产生的回弹减小;随着机架间距增加,产生的回弹增加。     

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。     

曲面辊弯成形的实验研究

为了满足高效地制造单件或小批量的个性化、多样化、大型化的三维曲面钣金零件的市场需求,开发了一种新的柔性成形技术——曲面辊弯成形技术.该工艺采用一个上柔性辊和两个下柔性辊作为成形工具,并可以在垂直方向上调整柔性辊的轴线形状,通过柔性辊的旋转,钣金同时在纵向和横向上发生弯曲,可以实现连续成形.阐述了曲面辊弯成形的原理及其实...     

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。     

基于不同单元类型的DP980钢辊弯成形仿真与回弹分析

运用常规壳单元和连续体壳单元对厚度为0.9mm的DP980钢板U型辊弯成形进行了有限元仿真分析,并采用动态结果导入静态算法的回弹方法,对模拟结果进行了精确的回弹分析。结果表明,相比实验结果,连续体壳单元在辊弯成形有限元仿真中的运算更加精确,仿真结果具有更高的形状和尺寸精度。并且在加入静态回弹分析后,分析结果与实验结果更加吻合,左右边腿成形角度误差仅为2.19%和1.52%。该方法对今后辊弯成形有限元仿真有较好的参考和指导意义。     

双机架冷轧弯辊力综合设定模型的研究

针对双机架冷轧机组的生产工艺特点，以及传统弯辊控制技术的不足，综合协调控制1^#机架工作辊、1^#机架中间辊、2^#机架工作辊和2^#机架中间辊4部分弯辊力，以成品板形质量最佳为优化目标函数，同时将各个部分弯辊力的相对余量均匀作为约束条件，确定出弯辊力综合设定模型，该模型可提高弯辊对板形的控制能力，延长弯辊缸的使用寿命。     

TA2纯钛板辊弯成形回弹显微机理分析

对TA2纯钛板辊弯成形回弹显微机理进行了系统研究,采用辊弯成形工艺对TA2纯钛板进行了单道次及多道次不同设计角度的冷变形加工。首先,研究了不同设计角度辊弯成形板材的回弹规律,其次,利用显微硬度计测试了辊弯成形样品的显微硬度变化,最后,通过电子背散射衍射实验研究了TA2辊弯成形板材的显微组织、织构和取向差的演变规律。结果表明,在单道次辊弯成形实验中,随着设计角度的增大,回弹逐渐减小,显微硬度逐渐增大,主要原因是孪生参与协调塑性变形,织构强度逐渐增大,变形量增大导致位错密度降低。在终设计角度为30°的辊弯成形实验中,随着道次数的增加,回弹逐渐增大,而显微硬度逐渐降低,孪生现象消失,织构强度逐渐降低,位错密度逐渐增大,这是由变形量递增,反复加载卸载后通过位错滑移产生的弹性回复逐渐增大导致的,这是由辊弯成形所特有的工艺特点决定的。     

抽屉导轨中滑轨辊弯成形工艺及CAE分析

为了获得抽屉导轨辊弯成形合理的工艺参数,针对某一产品的中滑轨,利用理论计算和计算机有限元模拟相结合的方法,进行了分析与计算。结果表明,辊弯成形时需要10道次完成,导轨底部与竖边(S型)的交接处在不同道次上的辊弯角iθ在23°~118°之间。将模拟所得到结果应用到生产实际,可保证辊弯成形的精度要求。     

各种卷板成形工艺的辊筒受力分析

分析了各种卷板机的卷板工作过程及其工艺成形特点,同时相应地给出了各辊筒的受力计算公式.     

基于有限元模拟的变截面辊弯成形起皱缺陷预测

针对变截面辊弯成形过程中凸弧受压失稳起皱问题,利用改进后的C-B起皱预测准则和有限元仿真技术,计算起皱因子以评价板料凸弧各处起皱发生的难易程度,生成起皱云图以观察材料各部分的稳定状态并预测可能出现起皱的部位。根据此准则,通过正交实验研究板厚、圆弧半径、边腿高度和圆弧圆心角对起皱的影响规律,为修改辊弯成形工艺和模型提供依据。有限元仿真模拟结果与理论推导数据吻合良好,证明了起皱准则的有效性和精确性。     

动力显式有限元法辊弯成形全流程仿真技术研究

辊弯成形是大位移、大转动、有限应变的过程,具有复杂的非线性特征,成形规律难以通过传统“试错法”把握。为避免成形缺陷,降低开发成本,采用有限元法对辊弯成形进行全流程仿真,可以准确预测辊弯成形过程中应力-应变分布与变化规律,辅助工艺设计与产品开发。采用动力显式算法,可以缩减计算规模,避免隐式算法的迭代收敛问题等限制,容易实现大规模并行计算,减少计算时间。通过对槽型件的辊弯成形进行全流程仿真实例,验证了该方法的有效性。     

冷连轧过程弯辊力模型研究与开发

弯辊力设定对高速冷连轧过程的板形控制至关重要。针对某1 750 mm冷连轧机组的设备与工艺特点,计算并分析了弯辊力设定对成品带钢板形的影响规律。深入研究了带钢宽度、单位轧制力、中间辊横移量、带钢入口厚度、带钢凸度、轧辊辊径和轧辊凸度等因素对最优弯辊力的影响。通过大量统计分析和理论计算,利用Origin软件进行多元回归拟合,最终建立了冷连轧过程最优弯辊力的设定计算模型。采用新模型设定计算弯辊力的最大偏差小于3.14%,成品带钢的板形标准差平均值降至2.64 IU,新模型对成品带钢板形质量的控制有明显改善和提高。实践证明：该弯辊力模型具有较高的板形控制精度和较好的板形控制稳定性,适合于工业生产。     

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。     

基于反求工程技术的零件冷弯轧辊设计

传统的零件冷弯成形设计方法存在效率低下、质量不高等问题,本文通过分析反求工程的含义、原理、特点及目前的研究动态,提出了基于反求工程技术设计的冷弯成形轧辊理论,以一种复杂截面冷弯型钢轧辊为例,对零件冷弯成形的变形过程进行了研究,并叙述了AutoCAD系统冷弯型钢的设计方法,设计考虑了成形过程中辊轮的布置以及轧辊尺寸的确定方法,提高了设计效率和质量。