激光复合织构焊管轧辊成形性能的数值模拟与试验研究
[Abstract]:In the process of sheet metal forming, the friction behavior of the friction pair composed of sheet metal, die and interface has an important influence on the forming property of die. Roll bending is a typical strip sheet forming, and the friction conditions of different regions between strip steel and roll surface are different, so the influence of friction on forming is different in different regions of roll surface. Theoretically there is an optimal distribution of friction characteristics on the surface of the roll which can make the friction conditions favorable to the strip forming and improve the quality of the forming parts. In this paper, the effects of friction on strip deformation in different contact regions between strip and roll surface are analyzed by means of numerical simulation and test. On this basis, the laser composite texture technology is used to design and manufacture the microtexture in different regions of the roll surface, in order to reduce the longitudinal plastic strain of the strip edge and improve the stability of the strip edge deformation during the forming process. To reduce the forming "drum" probability. Firstly, the roll forming process of welded pipe is analyzed theoretically. On this basis, the roll bending forming process of welded pipe is simulated by ABAQUS, and the influence of friction on strip deformation in different regions of roll surface is revealed, and the "fold" defect caused by excessive longitudinal deformation of strip edge is pointed out. Taking the strip edge element equivalent plastic strain as the optimization object, the response surface method is used to establish the marginal equivalent plastic strain regression equation. Based on this, the friction coefficient of different regions of the roll surface is optimized and the optimized friction coefficient combination is obtained. The simulation results show that the edge equivalent plasticity should be reduced, the influence of friction on the forming is regional, and the feasibility of laser composite texture on the roll surface to control the longitudinal plastic strain of strip edge is verified. Secondly, the laser composite texture technology on roll material is studied by using long pulse width fiber laser system. The influence of laser power and pulse width on the size of the textured surface was revealed by the experiments of laser texturing. In addition, the hardness and wear resistance of the textured point materials were verified. The results show that the hardness and wear resistance of the materials at the point of wool are significantly improved. The influence of laser pulse width and power on the diameter and depth of the cavity is revealed by laser micromolding process test, and the optimized range of process parameters is determined on the basis of the experiment. Finally, according to the optimum design scheme of friction coefficient, the friction characteristics of roller surface are designed and manufactured by laser friction enhancement, abrasion resistance and micro-modeling. Then, a comparative experiment of roll bending forming is carried out to verify the technical effect of laser composite texture. The experimental results are in good agreement with the simulation, the longitudinal plastic deformation of the edge is more uniform, and the residual stress of the strip texture side relative to the unwoven side is reduced. The straightness of the edge of the strip is also improved after forming. The experimental results show that the application of laser composite texture on the roll surface can optimize the friction characteristics of the roll surface and effectively improve the roll bending forming process.
【学位授予单位】:江苏大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TG333.17;TG665
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,本文编号:2403139
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