塑性强化材料矫直反弯特性研究

为了深入研究塑性强化材料在平行辊式矫直过程中一次反弯与二次反弯特性的关系,根据工程弹塑性力学的基本原理,建立基于强化弹塑性材料辊式矫直弯曲力学模型。通过解析法描述两次反弯过程中的应力关系,给出辊式矫直过程中截面弯曲过程材料残余应力分布、弯矩比、加载应力变化过程。证明两次反弯过程中经历一次反弯后,二次反弯截面弯矩比与曲率比不再是原有简单M-C关系,而是与一次弯曲曲率比、二次弯曲曲率比与强化系数相关的函数。理论上证明原有弯曲理论不再完全适用于多次连续反弯矫直过程。解析结果表明,辊式矫直过程中经历二次反弯的材料截面弹性极限弯矩值下降,矫直弯曲减小,回弹比增大。同种材料考虑强化与不考虑强化矫直后残余应力均方差分别为71.2与65.6,回弹比均值分别为0.49和0.43。     

型钢辊式矫直压弯挠度的弹塑性解析

基于弹塑性理论的型钢辊式矫直压弯挠度一直难以得到工程适用的精确解。通过建立适当的矫直力学模型,结合计算机和数学分析,求出了型钢辊式矫直的反弯挠度与力、力矩的数学关系,并与传统及工程采用的方法比较,证明更符合实际情况和矫直理论。同时以H型钢为典型做了全面研究。对工程上工艺参数的制定有重要价值。     

棒材弹塑性反弯矫直过程中的挠度计算

矫直过程中 ,试件能否顺利咬入、能否保证矫直质量 ,压下量的取值起着关键性作用。本文将棒材看成一根连续弯曲的粱 ,通过对其在弹塑性反弯矫直过程中的变形分析 ,精确给出反弯矫直过程中的挠度与弯矩、曲率和塑性层深度系数的函数关系式 ,为矫直辊压下量的取值奠定理论依据     

棒材二辊矫直机单曲率辊型曲线及矫直精度研究

在充分考虑棒材二辊矫直机生产工艺特点的基础上,针对典型产品设计了单曲率辊型,给出了辊型数据和辊型曲线图。从矫直基本原理入手,根据弹塑性弯曲理论,建立了矫直精度的理论计算模型。应用迭代法计算了轧件一次弯曲矫直时的弯曲力矩和相应的反弯曲率,计算给定方案下形成的残余曲率求解结果以及每米长弦高求解结果。将理论计算值与现场实测数值进行了对比,发现两者比较吻合。利用大型有限元分析软件对单曲率辊型和双曲线辊型矫直过程进行了模拟,结果表明单曲率辊型要优于双曲线辊型。     

大变形恒曲率多辊式止转筋矫直机构研究

为有效提高钢筋生产效率和矫直质量,基于楔钳作用机理,提出一种多点作用辊式止转筋机构:两侧多辊对称压下,中间三辊具有曲率微调作用,针对不同直径的高强钢筋,形成匹配的大变形曲率,并处于楔钳夹持状态,保证后续矫直过程的止转筋。在对钢筋应力应变分析的基础上,采用工程弹塑性力学基本理论,推导出钢筋弹复过程的弹复扭矩方程,结合止转辊力学模型,建立止转筋变形协调方程,确立钢筋止转条件。解析结果表明:该多辊式止转筋机构的止转力矩大于钢筋弹复扭矩,实现钢筋矫直过程止转筋,从而可有效提高矫直精度。     

型钢辊式矫直压弯挠度的弹塑性探究

主要对型钢矫直压弯中的辊式矫直压弯技术的具体内容进行了分析,并分别对型钢压弯挠度传统理论解析方法、工程计算方法和精确解法进行了研究,得到了多辊矫直时各辊压弯挠度与弯矩所具有的相关联系,指出在具体工程的操作当中可以简单将其作为一种线性关系。     

大直径棒材二辊矫直机辊形设计研究

二辊矫直机矫直质量的好坏很大程度上取决于辊形的合理与否。以金属弹塑性弯曲理论为基础,从二辊矫直机的矫直原理出发,利用编程软件MATLAB计算辊形半径,设计出典型产品的辊形曲线。建立有限元模型并分析棒材在矫直过程中的应力变化情况。     

超细管矫直机反弯辊型设计及矫直精度分析

反弯辊型比双曲线辊型在矫直过程中更加容易形成等曲率反弯,符合实际矫直情况。利用凹凸反弯辊改造十辊矫直机第二、四对矫直辊,提高矫直质量。利用残余曲率理论解析值求出合理的反弯曲率值,并用MATLAB计算并绘制辊型曲线。应用Abaqus分别建立改造前后十辊矫直机模型,模拟矫直过程,对比采用不同辊型模型的矫直效果。反弯辊型矫直压下量更加合理,矫直后直线度、残余应力都好于普通的双曲线辊型,证明了反弯辊型在超细管材矫直过程中的重要性和必要性。     

塑性强化材料辊式矫直力学行为研究

采用弹塑性弯曲理论与应力线性叠加原则对塑性强化材料连续弹塑性弯曲过程力学行为进行分析,考虑应力传递效应对矫直过程的影响,建立七辊辊式矫直机连续弹塑性弯曲矫直过程力学模型。通过对比试验结果及理论计算值,两者偏差平均值在8%以内,验证了理论分析方法的正确性。利用该模型,对不同的矫直策略进行分析。结果表明,大变形矫直策略残余应力与残余曲率控制能力均强于小变形矫直策略;由于应力传递效应对矫直过程的影响,使得小变形矫直策略随矫直过程的深入,残余曲率并未向零点逐步收敛,而是在一定范围内波动;大变形矫直策略由于采用了逐步矫直的工艺设定思想,使其可以达到矫直的目的。这些分析结果为工业生产中矫直策略的选取提供了理论依据。     

辊式矫直过程应力演变及其对反弯特性的影响

通过对辊式矫直连续反弯过程中的应力遗传与反弯特性的耦合关系的研究,论证在弹塑性连续反弯过程的分析中考虑截面弯曲历史的必要性;并应用弹塑性理论的基本理论,建立考虑变形历史时求解多次反弯过程参数的数值解法,进而详细研究小变形矫直过程的应力遗传规律及其对弯矩—曲率(M-C)关系曲线的影响等。研究发现变形历史对条材断面的反弯特性具有不可忽略的影响,反弯特性的差异使同一工艺条件下不同截面的M-C曲线无法收敛。矫直过程中,具有不同初始曲率的截面在通过同一矫直设备后会经历不同的变形历史,从而产生不同反弯特性,最终导致无法实现残留曲率范围随反弯次数的增加而逐步减小的预期。这从理论上解释了小变形原则在生产现场应用效果不佳的原因。