树脂复合钢板V型折弯回弹试验研究与数值模拟

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噪声和振动已经成为当今社会的一大公害,噪声会影响人类的身体健康,振动冲击和疲劳会影响机械构件的使用寿命。出于减振降噪的目的,以及积极配合环境保护法和噪声控制法等法律法规的要求,兼备树脂层阻尼特性和表层金属板结构功能的树脂复合钢板应运而生了。然而回弹问题在板料成形的过程中普遍存在,给成形件的尺寸和精度带来消极影响,且树脂复合钢板的三层复合结构使得其折弯成形与回弹问题更加复杂。因此,在本课题与上海梅山钢铁股份有限公司的合作中,旨在对树脂复合钢板V型折弯回弹影响因素进行参数化分析,以求得满足成形尺寸和精度的最佳材料和加工参数组合。通过单向拉伸、搭接剪切、T剥离和法向拉伸等试验,本文获取了树脂复合钢板各层的基本力学性能数据。尤其是针对树脂复合钢板树脂层的法向拉伸性能测定,设计了一种较为理想的夹具,消除了T剥离试验应用于本课题研究的缺陷。利用大型通用非线性有限元软件ABAQUS,建立了树脂复合钢板的三层有限元模型。基于连续介质力学理论,对选取neo-Hookean超弹性材料模型模拟树脂复合钢板的树脂层,进行了搭接剪切试验的理论推导、试验研究和数值模拟,并进行了结果对比,验证了该选择的可靠性。通过树脂复合钢板90°V型折弯回弹试验与数值模拟结果对比,验证了数值模型的准确性。其次,用该模型预测了凸模圆角半径和凸模下压量对树脂复合钢板90°V型折弯回弹的影响,并与相关试验结果进行了对比。最后,针对实际生产过程中已考虑了部分回弹补偿的88°V型折弯模,进行了树脂复合钢板折弯回弹影响因素的参数化分析,确定了回弹量最小的加工和材料参数或范围,为树脂复合钢板V型折弯生产实践提供了重要的参考依据。
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