發(fā)布時(shí)間：2020-10-11 03:47

　　 一套冷彎成型生產(chǎn)線包括眾多的軋輥,每個(gè)軋輥的孔型都不一樣,并且孔型參數(shù)的計(jì)算過程繁瑣、冗長、過程類似需重復(fù)計(jì)算。山西鼎榮冷彎型鋼有限公司是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)人工計(jì)算出孔型相關(guān)參數(shù),然后用繪圖軟件CAD繪制出輥花圖、配輥圖。這種計(jì)算方法效率低,容易出錯(cuò),并且設(shè)計(jì)出的軋輥模型是否合理還得經(jīng)過實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證。隨著計(jì)算機(jī)性能的不斷提高,用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)冷彎型鋼進(jìn)行軋輥孔型輔助設(shè)計(jì)及成型過程有限元仿真模擬已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢(shì)。本文以對(duì)稱斷面的立柱板為研究對(duì)象,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)理論和公式計(jì)算出總道次數(shù),然后基于定半徑成型方法和彎曲角分配經(jīng)驗(yàn)公式,運(yùn)用Visual Basic 6.0(VB)編程系統(tǒng)編制了計(jì)算機(jī)輔助軟件,快速計(jì)算出板材成型過程中每道次彎曲角大小和內(nèi)外側(cè)寬度參數(shù)。另外該軟件實(shí)現(xiàn)了對(duì)SolidWorks的二次開發(fā),以軟件計(jì)算出的參數(shù)自動(dòng)的生成了輥花圖。以生成的輥花圖為基礎(chǔ)在有限元分析軟件ABAQUS建立三維模型,同時(shí)設(shè)定了分析步、邊界條件、接觸等,仿真模擬了立柱板的成型過程。模擬完成后,對(duì)板材的應(yīng)力、等效應(yīng)變(PEEQ)云圖進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)最大和比較大的應(yīng)力值都在軋輥和板材接觸的位置產(chǎn)生,邊部等效塑性應(yīng)變(PEEQ)大于0,表明材料發(fā)生了屈服,這與實(shí)際情況相符。Y(S22)方向的應(yīng)力云圖中的應(yīng)力值有正負(fù),這說明板材有的部分受拉,有的部分受壓,這導(dǎo)致板材在中前部和尾部都有明顯的彎曲發(fā)生。另外,截取了三個(gè)結(jié)點(diǎn)對(duì)本次模擬和按照生產(chǎn)參數(shù)模擬的立柱板成型過程的應(yīng)力和能量曲線進(jìn)行了對(duì)比。本次模擬道次數(shù)減少,總能量的消耗減少,而最大應(yīng)力值總體上與按照生產(chǎn)參數(shù)模擬值接近甚至更小。最然后,對(duì)成型過程中的缺陷進(jìn)行了分析并提出改進(jìn)方案。通過將軋輥間距由原來的800mm增加到1000mm,取同一結(jié)點(diǎn)對(duì)兩次模擬的應(yīng)變曲線進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)增加軋輥間距后縱向彎曲減少,板材的回彈值可通過在最后一道次過彎一個(gè)角度來減小。最后,將模擬后的立柱板截面形狀,與實(shí)際的形狀進(jìn)行對(duì)比,最大偏差為1.04mm,小于3mm,滿足工程需要。
【學(xué)位單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TG306
【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 冷彎成型的歷史
    1.3 冷彎型鋼的種類
    1.4 冷彎型鋼及其成型技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r
        1.4.1 國外冷彎型鋼的發(fā)展
        1.4.2 國內(nèi)冷彎型鋼的發(fā)展
    1.5 本文選題的意義及研究內(nèi)容
    1.6 本章小結(jié)
第二章 冷彎立柱板的孔型設(shè)計(jì)理論
    2.1 成型道次的確定
    2.2 彎曲角度的分配
    2.3 各道次立柱板寬度的計(jì)算
    2.4 成型工序和成型方法的選取
    2.5 成型基準(zhǔn)的選取
    2.6 過彎設(shè)計(jì)
    2.7 軋輥驅(qū)動(dòng)直徑的確定
    2.8 本章小結(jié)
第三章 計(jì)算機(jī)輔助孔型設(shè)計(jì)軟件
    3.1 人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)
    3.2 輥花圖的參數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì)
    3.3 參數(shù)輸出模塊
    3.4 輥花自動(dòng)生成
    3.5 本章小結(jié)
第四章 冷彎立柱板的成型數(shù)值仿真模擬
    4.1 有限元軟件ABAQUS的簡介
        4.1.1 ABAQUS的主要模塊
        4.1.2 ABAQUS軟件分析過程
    4.2 冷彎成形有限元模擬的基本原理
        4.2.1 基本算法
        4.2.2 接觸處理
    4.3 孔型CAD系統(tǒng)輔助有限元成型模擬
    4.4 本章小結(jié)
第五章 立柱板冷彎成型過程的有限元模擬分析
    5.1 立柱板的形狀及基本參數(shù)
    5.2 冷彎立柱板的成型參數(shù)
        5.2.1 模型的建立及單元類型的選擇
        5.2.2 材料屬性定義
        5.2.3 裝配體的建立及板材網(wǎng)格的劃分
        5.2.4 建立分析步
        5.2.5 建立邊界條件和接觸
        5.2.6 提交作業(yè)
    5.3 冷彎立柱板的模擬結(jié)果與分析
        5.3.1 判斷成型質(zhì)量的指標(biāo)
        5.3.2 應(yīng)力應(yīng)變峰值和塑性變形
        5.3.3 本文模擬與按照生產(chǎn)參數(shù)模擬結(jié)果對(duì)比
        5.3.4 成型缺陷的分析
    5.4 成型效果的分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄

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