新型冷成型技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用
摘要： 冷成形的計算機(jī)模擬和有限元分析是理論研究的熱點。國內(nèi)外發(fā)表的論文和研究成果很多。如何對實際生產(chǎn)問題進(jìn)行計算機(jī)模擬可以解決具體問題，這應(yīng)該是研究的基礎(chǔ)和檢驗結(jié)果的依據(jù)。根據(jù)實際問題，我們做了雙折半徑零點，寬板袋狀波缺陷分析，預(yù)打孔形畸變仿真研究，并進(jìn)行了相關(guān)的實驗驗證。
首先，有限元分析和計算機(jī)模擬
冷成形的計算機(jī)模擬和有限元分析是理論研究的熱點。國內(nèi)外發(fā)表的論文和研究成果很多。如何對實際生產(chǎn)問題進(jìn)行計算機(jī)模擬可以解決具體問題，這應(yīng)該是研究的基礎(chǔ)和檢驗結(jié)果的依據(jù)。根據(jù)實際問題，我們做了雙折半徑零點，寬板袋狀波缺陷分析，預(yù)打孔形畸變仿真研究，并進(jìn)行了相關(guān)的實驗驗證。
1.內(nèi)半徑為零的雙折邊模擬
雙折是冷成型構(gòu)件中的常見形式。在雙折邊設(shè)計中，解決板寬計算和確定合理的成形工藝步驟是關(guān)鍵問題。 MSC Marc對有限元模擬得出的結(jié)論如下：
（1）通過分析變形區(qū)的等效應(yīng)變，證實在變形過程中，當(dāng)片材進(jìn)一步彎曲時，中性層遠(yuǎn)離中心層移動并向彎曲內(nèi)側(cè)移動。模擬給出了特定的偏移過程和值。
（2）通過比較變形前后的單元，發(fā)現(xiàn)外周單元在彎曲過程中收縮，內(nèi)周單元看起來是細(xì)長的，彎曲部分的中間部分的厚度增加，材料流動。
（3）通過對應(yīng)力和應(yīng)變的分析，發(fā)現(xiàn)彎曲部分的變形接近平面應(yīng)變的特性，使得板材彎曲可以簡化為平面應(yīng)變問題。
（4）通過對彎曲應(yīng)力集中的分析，確定在彎曲的外周上存在大的拉應(yīng)力集中，并且在彎曲內(nèi)部存在大的壓應(yīng)力集中，并且在它們之間存在過渡區(qū)域。彎曲區(qū)域和非彎曲區(qū)域（或小彎曲區(qū)域）。較大的剪切應(yīng)力集中。
2.寬幅成形缺陷分析
口袋波的產(chǎn)生是寬幅材形成中的常見問題。袋形波浪缺陷經(jīng)常發(fā)生在型材的冷彎曲過程中，例如隔板，異型板和寬大的卷簾門。
在實驗中，根據(jù)不同的板厚和軋輥配置進(jìn)行了18種組合實驗，從生產(chǎn)機(jī)理和實驗結(jié)果分析研究了袋波，邊波和縱向彎曲三種缺陷。提出了相應(yīng)的措施來消除缺陷。主要結(jié)論如下：
（1）袋波的產(chǎn)生主要是由于板的彎曲過程中出現(xiàn)離線現(xiàn)象，并且在彎曲部分處產(chǎn)生橫向拉應(yīng)力和橫向應(yīng)變。根據(jù)片材變形的泊松關(guān)系，在縱向上發(fā)生收縮變形，并且縱向收縮部分在中間部分的未收縮部分上施加壓力，并且袋狀波出現(xiàn)在片材的中間部分。袋波主要是彈性變形。
（2）出現(xiàn)口袋波可能會增加部分傳球。截面邊緣的寬度對袋形波有一定的影響，薄板比厚板更容易產(chǎn)生袋狀波。通過對片材施加拉力可以減慢袋波。
（3）邊緣波的產(chǎn)生是兩種效應(yīng)的組合?？壳皞€與袋波的產(chǎn)生相同，第二個是該部分的邊緣部分的材料首先被外力拉伸和剪切，然后再次。壓縮剪切產(chǎn)生塑性變形并引起側(cè)波。這兩種效應(yīng)相互重疊，引起側(cè)波。邊緣波可能在每次通過中發(fā)生，并且前一次通過對側(cè)波的外觀具有更大的影響。薄板比厚板更容易產(chǎn)生側(cè)波，寬邊比窄邊更容易產(chǎn)生側(cè)波。
3.預(yù)沖孔形狀畸變的模擬研究
冷成型產(chǎn)品的發(fā)展方向之一是不斷滿足各種應(yīng)用的需求，實現(xiàn)產(chǎn)品的多種功能。電氣控制柜柱型材，貨架型材等需要在成型前進(jìn)行預(yù)沖孔。由于孔間距和孔的幾何要求高，在彎曲過程中不允許產(chǎn)生大的變形，因此預(yù)沖孔的模擬研究和控制措施
冷成形的計算機(jī)模擬和有限元分析是理論研究的熱點。國內(nèi)外發(fā)表的論文和研究成果很多。如何對實際生產(chǎn)問題進(jìn)行計算機(jī)模擬可以解決具體問題，這應(yīng)該是研究的基礎(chǔ)和檢驗結(jié)果的依據(jù)。根據(jù)實際問題，我們做了雙折半徑零點，寬板袋狀波缺陷分析，預(yù)打孔形畸變仿真研究，并進(jìn)行了相關(guān)的實驗驗證。
1.內(nèi)半徑為零的雙折邊模擬
雙折是冷成型構(gòu)件中的常見形式。在雙折邊設(shè)計中，解決板寬計算和確定合理的成形工藝步驟是關(guān)鍵問題。 MSC Marc對有限元模擬得出的結(jié)論如下：
（1）通過分析變形區(qū)的等效應(yīng)變，證實在變形過程中，當(dāng)片材進(jìn)一步彎曲時，中性層遠(yuǎn)離中心層移動并向彎曲內(nèi)側(cè)移動。模擬給出了特定的偏移過程和值。
（2）通過比較變形前后的單元，發(fā)現(xiàn)外周單元在彎曲過程中收縮，內(nèi)周單元看起來是細(xì)長的，彎曲部分的中間部分的厚度增加，材料流動。
（3）通過對應(yīng)力和應(yīng)變的分析，發(fā)現(xiàn)彎曲部分的變形接近平面應(yīng)變的特性，使得板材彎曲可以簡化為平面應(yīng)變問題。
（4）通過對彎曲應(yīng)力集中的分析，確定在彎曲的外周上存在大的拉應(yīng)力集中，并且在彎曲內(nèi)部存在大的壓應(yīng)力集中，并且在它們之間存在過渡區(qū)域。彎曲區(qū)域和非彎曲區(qū)域（或小彎曲區(qū)域）。較大的剪切應(yīng)力集中。
2.寬幅成形缺陷分析
口袋波的產(chǎn)生是寬幅材形成中的常見問題。袋形波浪缺陷經(jīng)常發(fā)生在型材的冷彎曲過程中，例如隔板，異型板和寬大的卷簾門。
在實驗中，根據(jù)不同的板厚和軋輥配置進(jìn)行了18種組合實驗，從生產(chǎn)機(jī)理和實驗結(jié)果分析研究了袋波，邊波和縱向彎曲三種缺陷。提出了相應(yīng)的措施來消除缺陷。主要結(jié)論如下：
（1）袋波的產(chǎn)生主要是由于板的彎曲過程中出現(xiàn)離線現(xiàn)象，并且在彎曲部分處產(chǎn)生橫向拉應(yīng)力和橫向應(yīng)變。根據(jù)片材變形的泊松關(guān)系，在縱向上發(fā)生收縮變形，并且縱向收縮部分在中間部分的未收縮部分上施加壓力，并且袋狀波出現(xiàn)在片材的中間部分。袋波主要是彈性變形。
（2）出現(xiàn)口袋波可能會增加部分傳球。截面邊緣的寬度對袋形波有一定的影響，薄板比厚板更容易產(chǎn)生袋狀波。通過對片材施加拉力可以減慢袋波。
（3）邊緣波的產(chǎn)生是兩種效應(yīng)的組合?？壳皞€與袋波的產(chǎn)生相同，第二個是該部分的邊緣部分的材料首先被外力拉伸和剪切，然后再次。壓縮剪切產(chǎn)生塑性變形并引起側(cè)波。這兩種效應(yīng)相互重疊，引起側(cè)波。邊緣波可能在每次通過中發(fā)生，并且前一次通過對側(cè)波的外觀具有更大的影響。薄板比厚板更容易產(chǎn)生側(cè)波，寬邊比窄邊更容易產(chǎn)生側(cè)波。
3.預(yù)沖孔形狀畸變的模擬研究
冷成型產(chǎn)品的發(fā)展方向之一是不斷滿足各種應(yīng)用的需求，實現(xiàn)產(chǎn)品的多種功能。電氣控制柜柱型材，貨架型材等需要在成型前進(jìn)行預(yù)沖孔。由于孔間距和孔的幾何要求高，在彎曲過程中不允許產(chǎn)生大的變形，因此預(yù)沖孔的模擬研究和控制措施
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