高强度钢压型板辊弯成形缺陷分析及控制

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随着建筑行业日趋增高的需求,高强度钢在型材生产中的应用越来越广泛,而其较差的成形性能造成了诸多问题。本文研究了G550高强度钢压型板的成形缺陷的成因,并提出了相应的控制方法。压型板的单个波形共有三种成形方式,即双侧收缩,单侧固定收缩和单侧移动收缩。为分析不同因素对边波、袋形波缺陷的影响,本文以单侧固定收缩为例,以横向收缩量,道次间距,板料厚度,下山量,腹板宽度为因素,设计了一组五因素三水平的正交试验,使用MSC.MARC有限元软件进行了有限元分析,对各实验结果提取了横纵向应变值,进行了极差分析和方差分析。另一方面,本文对双侧收缩,单侧固定收缩和单侧移动收缩三种成形方式分别提出了型材各部位的纵向拉伸计算式,可作为成形区长度计算公式。进一步探索了成形区长度计算的安全系数,并针对一实例设计了辊花,使用纵向拉伸计算式对角度分配进行了优化,计算了下山量取值,并提出了一种控制回弹的方法。正交实验结果表明:对腹板的横纵应变影响最大的两因素是横向收缩量和道次间距,即过短的道次间距以及过大的弯角增量是造成边波和袋形波的主要原因。纵向拉伸计算结果表明:整体上受纵向拉伸最大成形方式是单侧移动收缩,其次是单侧固定收缩,最小的是双侧收缩。不均匀的纵向拉伸是造成压型板成形缺陷的最主要原因。三种成形方式的最大纵向拉伸位置均位于肋顶或腹板,是产生边波、袋形波以及角部褶皱的危险位置,肋边上的纵向拉伸由肋顶连接点到腹板连接点的变化趋势是先减小后增大。两道次弯角的平均值是确定是否加入下山量的关键,当两道次弯角的平均值小于特定临界值时,最大纵向拉伸发生在肋顶位置,可加入下山量来均衡各部位的纵向拉伸,而当其大于特定临界值时,最大纵向拉伸发生在腹板位置,不应采用下山量;三种成形方式的临界值各异。单侧固定收缩情况下,安全系数为2时可获得无边波袋形波缺陷的及角部的型材。
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