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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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。
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