典型开口型钢的孔型设计及连续辊弯成型过程仿真

发布时间：2017-09-09 19:00

  本文关键词：典型开口型钢的孔型设计及连续辊弯成型过程仿真

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【摘要】：冷弯型钢中的开口型钢作为重要的经济断面型材,具有成型过程耗能低、尺寸精度高、表面光滑、自重轻等许多优点,目前已经被广泛的应用于建筑行业、汽车行业、机械制造行业、公路行业等十几大类行业。连续辊弯成型是冷弯型钢的主要生产方式,由于其成型十分复杂,其变形是横向弯曲、纵向拉伸以及横向剪切等多种变形的组合,导致在生产中主要依靠经验知识来设计孔型和制定工艺。因此,开展开口型钢连续辊弯成型的研究,掌握典型开口型钢的连续辊弯成型规律对于生产具有十分重要的指导作用。孔型设计是进行整个辊弯成型过程研究的基础,而辊花图设计又是孔型设计的基础。目前对于孔型的设计以及辊花图的绘制主要还是采用传统的方式,已经无法满足社会对快速性的要求。为了解决这问题,本文基于Visual Basic平台,并结合Auto CAD软件开发出了实现典型开口型钢孔型设计以及辊花设计的软件。传统的成型工艺一般采用侧辊成型,而侧辊工艺难以控制回弹角度的大小,影响成型效果。为解决这个问题,本文通过前面孔型设计软件设计一套采用过弯工艺的槽钢孔型,以弹塑性大变形有限元理论为基础,对槽钢成型过程进行合理的简化,利用有限元MARC软件对槽型钢辊弯成型进行三维有限元数值模拟分析,得到了良好的成型产品。通过对辊弯成型过程中带材应力应变的变化规律的分析找到板料的成型规律。针对槽钢的全过程模拟,研究了不同成型因素对成型的影响,包括不同成型角度因素以及不同成型道次因素。同时研究了板材的回弹,给出了各道次前后板材的角度。对设计的内卷边槽钢以及外卷边槽钢的孔型进行三维有限元数值模拟,通过模拟得到了外卷边槽钢和内卷边槽钢成型过程中的应力应变分布,对于后续研究者提供一定的参考。
【关键词】：冷弯型钢 开口型钢 孔型设计 连续辊弯成型 辊花图 数值模拟
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG305
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 课题研究背景及意义11-13
• 1.2 冷弯型钢的国内外发展现状13-15
• 1.2.1 国外冷弯型钢的发展现状13-14
• 1.2.2 国内冷弯型钢的发展现状14-15
• 1.3 冷弯型钢工艺简介15-16
• 1.4 冷弯成型目前存在的问题16
• 1.5 主要研究内容16-17
• 第2章 辊式成型理论17-26
• 2.1 辊式冷弯成型的定义17
• 2.2 辊式冷弯成型理论的变形特点17-19
• 2.3 辊弯成型理论的发展现状19-24
• 2.3.1 简化解析法19-20
• 2.3.2 能量法20-21
• 2.3.3 有限条法21-22
• 2.3.4 有限元法22-24
• 2.4 辊弯成型CAD研究进展24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 孔型设计26-37
• 3.1 孔型设计的一般概念及方法26-27
• 3.2 孔型设计规范27-31
• 3.2.1 弯曲顺序和弯曲方法27-28
• 3.2.2 弯曲角度的确定28
• 3.2.3 成型道次的确定28-29
• 3.2.4 成型底线29-30
• 3.2.5 坯料宽度的确定30-31
• 3.3 槽型钢孔型设计31-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第4章 典型开口钢辊花图及槽钢孔型设计软件37-47
• 4.1 Auto CAD简介37-38
• 4.2 对Auto CAD二次开发的几种方法的简介38-39
• 4.3 典型开口型钢辊花图软件的结构和流程图39-40
• 4.4 内卷边槽钢辊花设计实例40-42
• 4.4.1 辊花设计实例40
• 4.4.2 辊花设计过程和界面40-41
• 4.4.3 辊花设计结果输出与界面41-42
• 4.5 外卷边槽钢及槽钢辊花设计软件简介42-45
• 4.5.1 外卷边槽钢辊花设计软件简介42-43
• 4.5.2 槽钢辊花设计软件43-45
• 4.6 槽钢孔型设计软件45-46
• 4.7 本章小结46-47
• 第5章 辊弯成型数值模拟47-71
• 5.1 引言47
• 5.2 有限元软件MARC简介47-48
• 5.3 槽钢辊弯成型过程的有限元模拟48-58
• 5.3.1 槽钢有限元模型的建立48-49
• 5.3.2 载荷、初始条件和接触的处理49-50
• 5.3.3 接触的处理50-51
• 5.3.4 槽钢有限元模型分析51-56
• 5.3.5 不同因素对成型的影响56-58
• 5.4 内卷边槽钢成型过程的有限元模拟58-65
• 5.4.1 内卷边槽钢有限元模型的建立58-59
• 5.4.2 接触的处理59-60
• 5.4.3 内卷边槽钢型钢有限元模型分析60-65
• 5.5 外卷边槽钢成型过程的有限元模拟65-70
• 5.5.1 外卷边槽钢有限元模型的建立65-66
• 5.5.2 接触的处理66-67
• 5.5.3 外卷边槽钢型钢有限元模型分析67-70
• 5.6 本章小结70-71
• 结论71-72
• 参考文献72-76
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果76-77
• 附录77-80
• 致谢80-81
• 作者简介81

【参考文献】

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本文编号：822188