V型立柱辊弯成型工艺装备的设计与分析

发布时间：2020-10-17 12:54

　　 V型立柱作为冷弯型钢中一种重要的经济型断面钢材,与其它型钢相比具有尺寸精度高、断面均匀、表面质量好等诸多方面的优点,在各行各业中已得到了广泛的应用和认同。由于辊弯成型过程具有典型的三维非线性特点,需要经历多道次不同截面形状的成型轧辊才能轧制出所需的形状,因此其成型过程是一个极其复杂的过程。辊弯成型过程的复杂性导致生产中孔型设计和工艺路径的制定仍然依靠于经验知识。因此开展V型立柱连续辊弯成型的基本理论研究、孔型的设计、通过有限元软件模拟其成型过程,掌握V型立柱连续辊弯成型的规律,对V型立柱辊弯成型工艺装备的设计与研究以及节能节材具有重要意义和实用价值。基于V型立柱连续辊弯成型的特点,结合企业实际的生产要求,对V型立柱辊弯成型工艺进行规划,以辊弯成型技术基本理论为基础对V型立柱辊弯成型工艺装备的机构进行模块化分析,得到生产线的设计图纸,并利用相关软件完成二维图纸和三维模型的绘制与建立。为建立和完善V型立柱辊弯成型系统提供技术指导和理论支持。运用Solidworks软件对V型立柱连续辊弯成型过程方案建立三维弹塑性有限元仿真模型。采用AnsysWorkbench有限元分析软件对V型立柱成型过程进行模拟,重点分析成型过程中单元的选择、边界条件的处理、摩擦类型以及回弹等关键问题。根据仿真结果,探索V型立柱在不同成型阶段的等效应力、等效应变规律。揭示金属材料辊弯成型规律。通过应力分布云图和应变分布云图得出:(1)板料在变形过程中,弯曲角位置应力大于其余部位应力,板料进入弹塑性变形阶段。而板料边部位置的应力小于弯曲角位置的应力,此时板料变形由弹塑性变形转变为弹性变形。(2)成型过程中弯曲部位的应力变化比较强烈,横向应变值远远大于纵向应变值,V型立柱的成型是板料横向变形的结果。板料在横向上靠近弯曲角的部位发生塑性变形,而纵向上只发生弹性应变。最后采用Transient Structural(ABAQUS)对成型后板料的回弹进行分析计算,得到了在设计中采用过量弯曲的方法来减小回弹量。为优化辊弯成型工艺、成型轧辊孔型设计以及回弹量的计算提供理论依据。
【学位单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG305
【部分图文】：

［7-8］。冷弯型钢的应运概况如图1.1 所示：a)建筑 b)农机 c)船舶图1.1 冷弯型钢的应用概况Fig.1.1 Application of cold-formed steel

成型过程中基本不会发生改变。按照辊弯成型特殊的生产工艺方式，能够将冲裁、压花、冲孔等工艺联结到辊弯成型过程中。如图 1.3 所示。图1.3 辊弯成型机组Fig.1.3 Roll forming unit1.3 辊弯成型技术国内外发展概述及其特点1.3.1 国外辊弯成型技术发展概述辊弯成型技术在国外的发展历程可以追溯到 19 世纪40 年代，至今已有上百年的发展历程［13］。根据相关历史资料的记载，国外辊弯成型技术的发展历程大致分为三个时期［14］：

?砉ご笱?妒垦?宦畚?第三章 辊弯成型技术理论基础11图2.1 相邻道次板料变形过程Fig.2.1 A schematic diagram of the deformation of the adjacent slab板料在经过成型轧辊中心轴之后，边部弯曲角继续增大，翼缘继续被弯曲。当板料弯曲部位的切向正应力形成的内力矩等于外力矩时，板料在1L 上的变形结束，平缓过渡区 形成。在形成平缓过渡区的过程中，板料的总弯曲角 由n1 增加到n 1n ，而板料中性层半径由n1 减小到n 。当板料通过第 n 道次成型轧辊后，成型轧辊施加到板料上的压力逐渐消失，板料的内部开始发生弹性回复，但是变形区的长度依然会增加，形成平缓过渡区的第二个阶段2L 。在第二阶段弯曲角 由 减小到n
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 姚静;徐国祥;李晓霞;马丁;曹晓莲;;高强钢性能及板材先进加工技术的研究[J];铸造技术;2014年06期

2 张宝;丁武学;彭斌彬;;下山法成形在辊弯成形中的应用[J];锻压技术;2014年01期

3 陈斌;蒋道顶;;直缝焊管短成型工艺[J];焊管;2014年01期

4 刘珊珊;徐树成;李宏斌;任喜强;刘晓潘;;国内冷弯型钢发展综述[J];河南科技;2013年23期

5 赵生莲;;冷弯成型理论研究进展[J];考试周刊;2013年83期

6 张华伟;刘立忠;胡平;刘相华;;轧制差厚板单向拉伸性能研究[J];大连理工大学学报;2012年05期

7 刘相华;高琼;苏晨;胡贤磊;支颍;;变厚度轧制理论与应用的新进展[J];轧钢;2012年03期

8 田芳;刘财喜;刘芳;罗武;邓瑞基;陈胜铭;罗迎社;;Q235钢真实应力-应变曲线研究[J];中南林业科技大学学报;2011年04期

9 韩飞;刘继英;艾正青;胡猛;;辊弯成型技术理论及应用研究现状[J];塑性工程学报;2010年05期

10 崔高健;陈嘉鹏;;各向异性屈服准则对不锈钢板冷弯成型回弹模拟的影响[J];塑性工程学报;2008年05期

相关博士学位论文 前1条

1 汪飞雪;三辊限动芯棒连轧管（PQF）成形机理及其虚拟仿真系统[D];燕山大学;2013年

相关硕士学位论文 前4条

1 魏鹏轩;立柱板冷弯成型中的计算机辅助孔型设计及其成型数值仿真模拟[D];太原科技大学;2015年

2 李楠;冷弯塑性精密成型有限元计算[D];太原科技大学;2014年

3 刘佳音;褐煤提质用高压对辊成型机关键件优化[D];河南科技大学;2012年

4 李欣;高压辊磨机工作机理研究及磨辊强度有限元分析[D];吉林大学;2004年

本文编号：2844807