非对称截面梁纯弯曲中性层偏移理论解析

非对称截面梁纯弯曲时几何中心层与应变中性层不重合,传统弯曲回弹理论分析方法无法准确计算应变中性层位置,使非对称截面梁弯曲零件的展开弧长和弯曲回弹后的曲率计算出现显著偏差。小曲率平面弯曲弹复理论在任意截面梁平面弯曲情况解析分析中具有独特优势。以槽钢纯弯曲为例,通过小曲率平面弯曲弹复理论计算非对称截面梁纯弯曲时的应变中性层及弯曲回弹后的曲率,并与实验数据相比较,结果较为吻合,可以达到精密加工的精度要求。通过对槽钢纯弯曲时中性层偏移率的分析可知,中性层相对偏移率与截面几何特征、材料性能、初始曲率、弯曲曲率等因素紧密相关,且均为非线性关系。该理论分析结果对非对称截面型钢的精确弯曲和矫直具有重要的工程应用价值。     

球扁钢的矫直角及轴向矫直解析模型

球扁钢是重要的船用型钢,其截面不对称造成轧制冷却后严重的内应力弯曲,需要在专用矫直机上进行双向同矫,但矫直规程基本依赖技术人员的经验,调试周期长、成本高.为了提高球扁钢的矫直精度和效率,研究了球扁钢矫直角的范围及作用,并基于小曲率平面弯曲弹复理论建立了球扁钢轴向矫直解析模型,用于快速计算球扁钢轴向矫直回弹后的曲率及矫直...     

矫直过程截面复杂反弯的应力分布与反弯特性解析

为了深入研究和认识辊式矫直过程中截面的反弯特性,研究存在弹塑性弯曲历史的截而弯曲过程,采用工程弹塑性力学基本理论,建立合理的辊式矫直复杂弯曲力学模型.解析证明经历二次反弯的截面应力形式应当由两次弯曲参数构成的平面方能进行描述,二次反弯过程截面的弯矩(M)与曲率比(C)的关系实际为包含两次弯曲的2个弯曲参数的复杂函数.通过对经历二次反弯的截面应力分布与反弯特性的解析,证明辊式矫直过程中经历多次弹塑性弯曲的截面受变形历史的影响,其应力分布函数及M-C关系都不再是简单关系,而是包含全部弯曲历史参数的复杂函数形态.解析结果表明:辊式矫直过程中经历二次反弯的金属条材截面弹性极限弯矩值下降,弯曲所需弯矩减小,弯曲回弹比增大,工程应用时应对相关工艺参数进行相应调整.     

双金属复合板矫直过程的弯曲及弹复解析

基于工程弹塑性力学建立了不同组坯方式下双金属复合板弯曲矫直过程截面弹塑性状态演变路径的解析模型。基于该模型分析不锈钢复合板矫直过程中的弯曲回弹特性,解释复合板弯曲回弹过程中截面的反向屈服现象,并将不锈钢复合板与单一材料板材弯曲过程进行对比。研究结果表明：双金属复合板在弯曲过程中截面会经历五种弹塑性状态,并伴随着不同的中性层偏移规律,弯曲回弹后的残余应力分布与单一材料板相比更加不均匀且可能进入反向屈服状态;复合板与单一材料板材的弯矩相对差值随着屈服强度比的增大而增大,其绝对值随着弯曲曲率先增大后减小。     

高强度钢板在双向等曲率模中的成形回弹研究

针对高强板在双向等曲率模具中的冲压回弹问题进行理论预测及实验研究。在基于塑性膜理论的能量法回弹预测模型中增加考虑弯曲效应对回弹的影响,并采用Khan-Huan本构模型描述高强板的材料应力应变曲线。该解析算法能以较少的计算量获得较为准确的回弹后零件形状。研究结果表明：综合考虑膜效应及弯曲效应后预测的结果比仅考虑膜效应预测模型的预测结果更接近实验值,由该模型预测的2种高强板回弹形状与实际形状的法向平均偏差均小于0.15 nm。     

拉弯矫直过程中变形机理的探讨

根据基本假设,应用弹塑性理论,推导了拉弯矫直过程中的应变与曲率关系式,讨论了内力弯矩的计算、拉力对弯矩和弹性区厚度的影响.所得结论为,在与反弯矫直相同反弯曲率条件下,弹性区厚度略有减小,其减小量小于3%;弯矩减小量与拉应力平方成正比,其弹复曲率也相应减小;弯曲变形的弹复过程中,部分纤维处于塑性流动状态,弹复曲率和延伸量大于以往研究结果;若弯矩与拉力同步弹复,则弯矩与拉力弹复可按线性关系计算.     

光弹贴片法加强效应的修正

本文探讨了光弹贴片法在平面应力及平面弯曲问题中加强效应的修正理论,并提出了平面应力与平面弯曲组合问题加强效应修正的三种方法,可供实际测定时使用     

利用塑性5ε_t与中性层偏移的二辊矫直辊型设计方法

为了提高棒材二辊矫直机的矫直精度,依据棒材矫直工艺特点和矫直辊磨损区域分析,提出了"凹三凸二"的矫直辊组合形式及辊型设计方法。在辊型设计过程中,根据棒材矫直的实际变形规律,提出了塑性5εt矫直应力应变拟合原则,更加准确地描述了棒材矫直变形的应力应变关系;结合微元法对矫直棒材内部金属的受力状态及中性层偏移进行分析,推导出了含有硬化系数与中性层偏移的新弯矩比公式。在此基础上,通过对矫直力与辊面磨损关系以及残余应力和弹性芯对隐患挠度影响的综合分析,精确给出了矫直不同规格棒材时辊腰段的反弯曲率比范围,从而能最大限度地降低辊面磨损,克服因残余应力回复而导致矫直质量不稳定的缺陷。基于上述理论和方法,给出了具体设计实例,并对矫直过程进行了数值模拟分析,给出了矫直过程中影响棒材矫后精度的各参量状态。结果表明:设计辊型的残余直线度为0.64mm/m,隐患挠度为0.202 4mm/m,预测弹复后直线度小于0.85mm/m,从而显著提高了棒材的矫后精度及其稳定性,同时也验证了该设计理论与方法的正确性及有效性。     

21-6-9高强不锈钢管数控弯曲回弹对材料参数的敏感性

为了研究材料参数波动对21-6-9高强不锈钢管数控弯曲回弹的影响,结合多因素敏感性分析方法和弯曲-回弹全过程有限元模型,建立了高强不锈钢管弯曲回弹敏感性分析系统模型,并采用该模型研究了高强不锈钢管数控弯曲回弹对材料参数的敏感性。结果表明:回弹半径对材料参数的敏感性大于回弹角对材料参数的敏感性;强度系数是影响高强不锈钢管弯曲回弹最敏感的因素,其次分别为弹性模量、屈服强度、硬化指数和泊松比。通过研究还获得了各材料参数对回弹角和回弹半径的敏感性因子以及当各材料参数的输入值与实际值存在15%的误差时而引起回弹角和回弹半径的相对误差值。研究结果在优化试验方案以及提高弯管回弹预测能力等方面具有重要的作用。     

压弯成形回弹预测方法

为了研究压弯成形中回弹的预测方法,提高压弯成形的精度.采用解析法研究了压弯回弹预测问题.根据压弯件变形的特点,将压弯成形中弯曲板分为等曲率弹塑性段、弹塑性自由段、纯弹性自由段、无变形自由段.将弹塑性自由段、纯弹性自由段简化为悬臂梁结构,利用材料理想弹塑性模型,建立了相应的挠曲线数学模型,并对弯曲板的回弹分段进行了研究,给出了回弹解析的方法.研究结论为进一步进行压弯参数的确定和优化提供了理论依据.     

基于弹塑性压力中性层偏移的棒材二辊矫直回弹模型

基于二辊矫直变形工艺特点和弹塑性压力中性层偏移理论,确定应力中性层的位置;在考虑中性层偏移和材料硬化的条件下,结合二辊矫直理论和矫直变形应力-应变关系,提出新的双线性矫直拟合方法;在此基础上利用微元法对棒料内部的金属进行弹塑性变形分析,给出新弯矩比公式的同时,提出中性层偏移半径比的概念;最后,结合纯弯回弹理论建立棒料矫直挠度回弹数学模型,并就中性层偏移对棒料矫直回弹影响进行实验分析和验证。实验结果表明:回弹理论计算值与实验数据吻合较好,其最大相对误差为6.45%,明显低于忽略中性层偏移时的相对误差31.65%,证明了理论分析的正确性和模型的有效性。     

短钢筋矫直机的设计

短钢筋矫直机适用于矫直长度小于1米、只有任意弯曲形状和严重曲弯程度的钢筋。文中介绍了将模矫直和平行辊弯曲矫直联合作用的矫直方案,并论述了短钢筋矫直机结构参数的确定方法以及力能参数的计算方法。     

不锈钢管材弯曲成形回弹预测模型研究

为提高管材弯曲成形回弹预测精度,对回弹预测模型构建进行了研究.在1Cr18Ni9Ti不锈钢管材拉伸实验的基础上,提出并建立了分段非线性σ-ε模型,进而利用弹塑性变形理论构建了基于σ-ε关系的回弹预测模型,推导了回弹近似计算公式,并且对回弹影响因素进行了分析研究.实验结果表明,回弹预测结果与实验数据吻合较好,验证了理论分析的正确性和模型的有效性.     

基于UG/MFC的复杂弯曲件回弹修正算法研究

针对复杂弯曲件拉弯成形过程中存在的效率低、精度差及回弹经验数据无法保存等不足,本文提出了一种基于圆弧逼近的空间样条三参数分段非均匀回弹修正算法,首先将样条线分段并把各段离散为切矢连续的一组圆弧,同时修改各组圆弧的曲率半径、挠率半径和扭转角等参数,从而达到对整根样条线回弹修正的目的。结合MFC利用UG/OPEN API编程实现了复杂弯曲件引导线回弹修正功能及其交互式用户界面。对汽车弯曲件应用实例结果表明,该方法可以有效地进行弯曲件三参数分段非均匀回弹修正,具有重要的工程应用价值。     

重轨矫直过程应力应变模型的确定与分析

采用真实的复杂应力应变关系进行重轨矫直过程的分析，能真实反映矫直弯曲的弯矩、曲率、挠度的实际变化情况．用相同材料的反复弯曲试验确定矫直过程的应力应变关系，可解决重轨交变弯曲过程中材料特性变化所带来的问题．这一方法亦适用于其它截面的轧材．     

电梯导轨侧弯矫直建模仿真与实验

为研制全自动电梯导轨矫直机，建立矫直电梯导轨侧向弯曲变形的理论模型，模型中对如何确定电梯导轨侧弯矫直的关键参数，如矫直压头、支点的布置及矫直行程的确定进行分析，利用弹塑性力学理论推导矫直一定原始弯曲的曲率方程式，为便于电梯导轨侧弯矫直的实际操作，进一步阐述矫直下压行程的确定方法，给出矫直行程计算表达式。为验证理论模型的可行性，将其应用于T90/B系列电梯导轨的侧弯变形矫直，给出该系列导轨侧弯矫直的反弯曲率、矫直下压量与原始弯曲曲率的关系曲线，利用ANSYS有限元对实例进行仿真分析，并设计电梯导轨侧弯矫直实验，通过比较理论模型结果、有限元仿真结果及实验数据，验证了本文所提出的电梯导轨侧弯矫直模型的可行性。     

板边预弯弹复解析及实验研究

采用双线性硬化材料模型,基于小曲率弯曲变形假设,建立了预弯成形弹复理论解析模型,得到了预弯回弹后弯曲角与工艺参数之间的数学表达式。用VC软件编程进行数值计算,并进行了实验验证,理论计算结果与实验结果比较一致,验证了理论解析的正确性。研究结果为实际生产快速准确制定预弯成形工艺参数提供了理论依据,为大型直缝焊管板边预弯成形工艺规划CAPP系统设计奠定了理论基础。     

校正力对宽板弯曲回弹影响规律的研究

为了简单有效地控制高强度钢的回弹,研究了校正力对板料弯曲回弹的影响.根据校正弯曲受力特点,在考虑了应力-应变分布、受力边界条件、刚塑性材料模型和梅西屈服准则的基础上,建立了校正弯曲下的回弹预测模型,确立了校正力和回弹之间的对应关系.进一步采用自制的1t伺服压力机进行了试验,结果表明：增大校正力能有效降低回弹,回弹预测值和试验值一致,校正弯曲回弹预测模型能够提供较为真实的近似解;合理设置校正力可以有效控制和稳定回弹,为高强钢的回弹控制提供了简单有效的措施;回弹预测模型建立了校正弯曲力和回弹之间的定量关系,为模具及工艺参数的设置提供了可靠的依据.     

基于遗传算法的管材矫直优化

针对管材矫直质量问题,利用单向弯曲的方式,建立了矫直过程的力学模型,提出了优化的目标函数,建立遗传算法模型对矫直工艺参数进行了优化,得出了合理的工艺参数值.将该工艺参数值用于实际加工中,能显著提高管材的矫直质量.     

二辊矫直机矫直精度及实验研究

在充分考虑二辊矫直机生产工艺特点的基础上,从矫直基本原理入手,根据弹塑性弯曲理论,应用迭代法计算了轧件一次弯曲矫直时的弯曲力矩和相应的反弯曲率,计算给定方案下形成的残余曲率,给出了矫直精度的数学模型.对于一定的矫直方案,提出了矫直精度计算方法.提出了二辊矫直机调角方法,并对二辊矫直机角度参数进行了相应的模拟与计算,理论与实验比较一致,具有进一步的应用推广价值.