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摘 要: 本文从理论上探讨了厚度对冷弯成型影响规律的分析,翼缘长度及成型角度对成型影响规律的分析,提出了冷弯C型钢成型工艺的几点建议。
关键词: 冷弯成型 厚度 翼缘长度 成型角度 C型钢
由于实际辊式冷弯成型生产中的等效应力及横纵向应变均不易测量,且有关冷弯成型的文献资料很少,冷弯成型的基础理论研究非常薄弱,故本文只能粗略地对冷弯型钢成型规律进行理论探讨。
1.厚度对成型影响规律的分析
如图1所示,R为成型处的弯曲半径,S为带材厚度,影线部分代表变形沿厚度的分布状态。从图中可知,各层纤维沿纵向的变形量与其距中性层的距离成正比,与弯曲半径成反比。
实际上可看成平缓过渡区(即变形区)长度;a可看成翼缘长度;α可看成型角度增量值。
从式(4)可看出,边缘纵向拉应变和拉应力随着翼缘长度的增加而增加。翼缘长度的增加,必造成成型时纵向拉应变的增加。
从式(4)还可知,成型角度变化越大,边缘纵向拉应变和拉应力也随之增大。
3.对冷弯C型钢成型工艺的建议
1.关于板带边缘皱曲问题的工艺讨论
在辊弯成型中,板带边缘发生皱曲而呈“波浪形”的原因在于变形过程中边缘部分受到的纵向拉伸变形大于其他部分。如果这种纵向拉伸变形在弹性变形范围,则边缘会恢复到原来长度而不产生“波浪形”。
为了便于现场加工制造,将上辊的锥形辊型化为平辊。这种设计方法便于成型辊的加工及现场安装和位置调整。
2.对冷弯C型钢弯曲角选取的建议
从上面分析可知,产生边缘皱纹的原因是带材变形部分弯曲角过大所致。因而在冷弯型钢生产过程中,正确选择每一道次中断面弯曲部分的弯曲角,对型钢的质量影响极大。
据文献[1]对C型钢弯曲角的确定,建议如下:由于临界弯曲角随着弹性模量、腹板宽度、厚度的增大而减小,随着腿长、强度极限、弹性极限的增大而增大,故当板坯材质一定时,则成品的腿长较长时,弯曲角可大一点;厚度和腹板宽度大时,弯曲角宜小一些。
参考文献:
[1]刘向东,高丽华,王成轩.影响冷弯C型钢临界弯曲角因素综合分析[J].机械设计与研究,1998,1:57-58.
[2]兑关锁.冷弯型钢纵向变形的理论分析及计算[J].钢铁研究学报,1997,9(2):18-21.
[3]李国忠,王长春,郑冬蜜.冷弯型钢变形特性分析及实验测定[J].江苏冶金,1990:62-6.
[4]李景芳,习荣堂.冷弯成型力能参数研究[J].重型机械,1994,1:47-50.
[5]周瑛.辊式成型过程的弹塑性大变形样条有限元模拟[D].东北重型机械学院博士学位论文,1996:36-49.
关键词: 冷弯成型 厚度 翼缘长度 成型角度 C型钢
由于实际辊式冷弯成型生产中的等效应力及横纵向应变均不易测量,且有关冷弯成型的文献资料很少,冷弯成型的基础理论研究非常薄弱,故本文只能粗略地对冷弯型钢成型规律进行理论探讨。
1.厚度对成型影响规律的分析
如图1所示,R为成型处的弯曲半径,S为带材厚度,影线部分代表变形沿厚度的分布状态。从图中可知,各层纤维沿纵向的变形量与其距中性层的距离成正比,与弯曲半径成反比。
实际上可看成平缓过渡区(即变形区)长度;a可看成翼缘长度;α可看成型角度增量值。
从式(4)可看出,边缘纵向拉应变和拉应力随着翼缘长度的增加而增加。翼缘长度的增加,必造成成型时纵向拉应变的增加。
从式(4)还可知,成型角度变化越大,边缘纵向拉应变和拉应力也随之增大。
3.对冷弯C型钢成型工艺的建议
1.关于板带边缘皱曲问题的工艺讨论
在辊弯成型中,板带边缘发生皱曲而呈“波浪形”的原因在于变形过程中边缘部分受到的纵向拉伸变形大于其他部分。如果这种纵向拉伸变形在弹性变形范围,则边缘会恢复到原来长度而不产生“波浪形”。
为了便于现场加工制造,将上辊的锥形辊型化为平辊。这种设计方法便于成型辊的加工及现场安装和位置调整。
2.对冷弯C型钢弯曲角选取的建议
从上面分析可知,产生边缘皱纹的原因是带材变形部分弯曲角过大所致。因而在冷弯型钢生产过程中,正确选择每一道次中断面弯曲部分的弯曲角,对型钢的质量影响极大。
据文献[1]对C型钢弯曲角的确定,建议如下:由于临界弯曲角随着弹性模量、腹板宽度、厚度的增大而减小,随着腿长、强度极限、弹性极限的增大而增大,故当板坯材质一定时,则成品的腿长较长时,弯曲角可大一点;厚度和腹板宽度大时,弯曲角宜小一些。
参考文献:
[1]刘向东,高丽华,王成轩.影响冷弯C型钢临界弯曲角因素综合分析[J].机械设计与研究,1998,1:57-58.
[2]兑关锁.冷弯型钢纵向变形的理论分析及计算[J].钢铁研究学报,1997,9(2):18-21.
[3]李国忠,王长春,郑冬蜜.冷弯型钢变形特性分析及实验测定[J].江苏冶金,1990:62-6.
[4]李景芳,习荣堂.冷弯成型力能参数研究[J].重型机械,1994,1:47-50.
[5]周瑛.辊式成型过程的弹塑性大变形样条有限元模拟[D].东北重型机械学院博士学位论文,1996:36-49.