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H型钢已经成为工程基建领域非常重要的结构材料。然而,在轧制、挤压、运输等过程中,由于种种原因会导致其产生上下、左右弯曲和扭曲变形等各种缺陷,通常这些缺陷需要通过矫直工序进行消减。传统型材矫直理论简化了较多的影响因素,导致计算结果与实际情况有较大差别,而运用有限元软件计算时间又过长。因此,开展基于曲率积分法的H型钢精密矫直数学模型的构建和残余应力控制研究,对于H型钢材矫直结果参数的快速求解和矫后产品质量的提升都有重大意义。本文的主要工作有:(1)根据曲率积分法和弹塑性弯曲理论推导了H型钢矫直过程的转角与坐标方程,并得到压下量与曲率分布的关系式,最终建立了基于曲率积分的H型钢矫直精密数学模型,并利用Matlab软件的Fsolve工具箱对模型进行快速求解,得到了矫直力、矫后残余应力、矫后平直度、塑性变形率等评价矫直效果的重要参数,并利用有限元软件Marc对模型的计算结果进行对比验证。(2)由于数学模型验证的需要,本文设计并制造了一台实验用矫直机,并对其关键部件进行了刚强度分析,最后利用矫直实验对数学模型求解的出口平直度进行实验验证。(3)利用Abaqus软件对含初始残余应力的H型钢进行非线性屈曲分析,求出H型钢残余应力对其极限载荷的影响关系,得到矫后残余应力的控制范围,为矫直工艺参数优化提供边界条件。(4)以上述曲率积分法为基础,设矫直辊压下量为被优化的工艺参数,矫后的残余应力和直度为约束条件,矫直力为目标函数(更易收敛),建立了矫直工艺参数优化模型,并用Matlab的Fmincon模块进行优化求解,得到符合约束条件的压下量工艺参数,最后验证优化结果。本课题建立了H型钢精密矫直精度计算数学模型,并在此基础上建立了工艺参数优化模型,对实际矫直生产中快而优的设定工艺参数,矫直后产品质量的快速和准确评价有一定工程应用价值。