高强度钢冷弯成型孔型工艺研究

摘要

冷弯成型作为一种先进、高效率的板金属成型工艺技术,通过配置多个道次的成型轧辊将带钢、带材、卷材等板金属不断送入轧辊中进行横向弯曲以制成特定断面型材——即冷弯型钢。冷弯型钢作为一种经济型断面型材,有着断面均匀、产品质量高、能源消耗低和经济效益高等优点,被广泛应用于建筑、汽车制造、航空等行业。高强度钢拥有较高的性价比和比较好的综合机械性能,因此其冷弯成型产品应用范围日益宽广。为了改善高强度冷弯型钢的性能,提高生产效率,有必要对高强钢冷弯成型进行深入研究。本文采用弹塑性大变形有限单元法对高强钢冷弯成型进行仿真。主要研究内容及结论如下:
　　⑴对三道次角钢成型90°轧制过程进行了三维建模和动态仿真,并分别针对轧制过程中的第一道次、后续道次和强迫成型区中轧件的应力分布进行了分析,分析得出的应力分布和变形与实际生产情况相符。
　　⑵分别选取四道次轧制和五道次轧制并对其进行了建模仿真,对比三种工艺下的最终板型及残余应力,确定90°角钢成型采用四道次轧制是最佳选择。
　　⑶通过分析发现轧辊对轧件的过度约束将导致残余应力增大,将上轧辊成型角度相对于下轧辊增大4°,使上、下轧辊间形成楔状空间,即可较好地改善高强钢冷弯型材的平直度及残余应力。
　　研究成果对改进高强钢的冷弯成型工艺有指导意义。

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 冷弯成型工艺特点

1.3 国内外冷弯成型研究现状

1.4 冷弯成型产品生产状况

1.5 冷弯型材成型理论及计算机仿真国内外研究进展

1.6 本课题的研究意义及主要内容

第2章 冷弯成型过程基本理论

2.1 冷弯成型板材变形原理

2.2 塑性理论

2.3 屈服准则

2.4 硬化法则

2.5 流动法则

2.6 一致性条件

2.7 弹塑性本构关系

第3章 高强度钢有限元仿真

3.1 有限元分析法分析过程

3.2 定义单元类型

3.3 定义材料属性

3.4 冷弯成型实体模型

3.5 冷弯成型有限元模型—网格划分

3.6 创建PART，设定接触

3.7 初始条件、加载和求解控制

3.8 冷弯仿真结果

3.9 本章小结

第4章 仿真结果分析

4.1 三个道次轧制仿真结果分析

4.2 四个道次轧制仿真分析

4.3 五个道次轧制仿真分析

4.4 最终成型结果分析

4.5轧件残余应力过大的原因分析

4.6 降低轧件残余应力过大的措施

4.7本章小结

第5章 结论与展望

5.1 主要结论

5.2 建议与展望

参考文献

攻读硕士期间发表论文

致谢