柔性冷弯成型实验研究
双轴柔性辊弯成型仿真的有限元建模
轧辊 的建模包 括夹送 辊组 的建模 和成 型辊组 的建 模 。板材 是利 用夹送 辊组定 轴转 动时 轧辊 与板材 间的 摩 擦力来 驱使前 进 的 ，因此 夹送 辊组 只需上 、下两 个
平 辊 即可 。 两个辊 的间距 为０ ９ ． ８ｍｍ， 设计好 的夹送 辊
收稿 日期 ：２ ｌ－４ ｌ ；修 回 日期 ：２ ｌ一７２ Ｏ ｏ０一９ ｏｏ０ —４
２ 参 数 的设定
作 者 简 介 ： 丁新 桥 ０９ ２） 男 ， ８ 一 ． 湖北 云 梦 人 ， 读 硕 士研 究 生 。 在
・２ ・ ４
机 械 工 程 与 自 动 化
２１ ０ ０年 第 ６期
１ １ 成 型 板 材 几 何 参 数 ．
图 ２ 夹 送 辊 组
图 １为成 型板材 的俯视 图 ， 了避免 计算量 过 大 ， 为
只 取 该 板 材 的 一 半 进 行 模 拟 仿 真 ， 板 材 厚 度 为 １ｍｌ ， Ｔ ｌ
成型辊组 的建模要 稍微复杂 ， 轧辊 的长度、半径和 道次距 等数 据采用 北方 工业 大学机 电工 程学 院辊弯 成 型实验室双轴柔性辊 弯成型机上 的实 际数据 。 次成型 本 分为 ４个道次 ，成 型角度分别 为 ２ 。 Ｏ、７。 ９ 。 ０、５。 ５ 和 Ｏ 。 先将 ３ 个轧辊如 图 ３所示 画好 ， 然后分别按 照成 型 角度不 同旋 转一下 即可 。 旋转 中心是 ３个轧辊所成辊缝 交点 的 中心 ，旋转后 ４个 道次 的成 型角度 分别 为 ２。 Ｏ、
高强度汽车纵梁冷弯成形工艺及模具的柔性化研制
长 期 以 来 ， 国 中 、 型 载 重 卡 车 纵 梁 及 加 强 梁 我 重 均 采 用 双 梁 结 构 ， 料 以 ５１ ＭＰ 材 ０ ａ钢 板 为 主 ； 有 部 也 分 载 货 车 采用 以 ８ ｍｍ 的 ５ ０ ａ钢 板 为 主 梁 、 ｒｍ ９ ＭＰ ５ ａ
作者简介 ： 毅勇（９ ３ ）男 ， 杨 １６ 一 ， 高工 ， 从事锻压机械及 其他 专用机械
系 列 应 对 金 融 危 机 的 政 策 措 施 出 台 ，在 全 球 汽 车 市 场 一 片 萧 条 的形 势 下 ， 国 汽 车 产 销 一 举 超 过 美 国 ， 我 位 列世 界第 一 ， 全 球 汽车 产业 中的地位 加 速 提升 ， 在
已经成 为全 球汽 车产 业竞 争 的 主战 场 。 车工 业 中 ， 汽
术 ，０ ７ ４ （ ） ６ ４ ． ２ ０ ，２ ６ ： — ８ ４ ［］ 金 仁 刚 ， ． 条滚 子 冷 挤 压 工 艺及 模 具 ． 压装 备 与 制 造 技 术 ， ５ 等链 锻
２ ０ ． ３ ３ ：０ ４ ． ０８４ （） — １ ４
该 零 件 若 采 用 机 械 加 工 方 法 生 产 ，工 序 多 而 复
展 起 着 重 要 的 作 用 。 随 着 汽 车 工 业 的 发 展 ， 产 生 但 也 了 油 耗 、 全 和 环 保 三 大 问 题 。 车 轻 量 化 是 国 家 节 安 汽
铝合金型材柔性垫弯曲成形实验研究
第26卷 第3期
2006年6月
航 空 材 料 学 报
JOURNAL OF AERONAUTI CA L MATER I ALS
Vol .26,No .3June 2006
铝合金型材柔性垫弯曲成形实验研究
何祝斌,汤泽军,张 琦,王仲仁
(哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,哈尔滨150001)
摘要:进行两种典型铝合金型材的弯曲实验,研究主要工艺参数对弯曲过程的影响。结果表明,型材的截面形状、相对厚度及抗弯截面系数等是决定弯曲性能的主要因素。压辊的压入深度、柔性垫的性能以及型材的约束方式等是影响弯曲半径、截面变化的关键。对实验中主要缺陷和质量问题的产生及其控制进行分析和讨论。关键词:铝合金型材;柔性垫;柔性弯曲;半径
中图分类号:T G394 文献标识码:A 文章编号:100525053(2006)0320299202
收稿日期6223;修订日期6232作者简介何祝斌(),男,博士,主要从事管材液力成形研究。
型材柔性垫弯曲是一种先进的高度柔性的弯曲方法。与传统的弯曲方法相比,生产的弯曲件具有强度高、重量轻、表面质量好、成本低等优点。型材
柔性垫弯曲时,利用压辊将坯料压入到超弹性的柔性垫中,利用柔性垫对坯料产生的包容、分布的弯矩实现型材的弯曲。通过调节压辊的压入深度和坯料的水平位移,可以得到具有不同曲率半径的型材弯曲件,特别适用于航空航天及汽车工业中小批量甚至单件零件的生产[1～4]。本实验研究了如图1所示两种典型截面铝合金型材的弯曲。
型材的厚度分别为2和1.5mm ,材料为6061铝合金。所用柔性垫为厚度40mm ,宽度150mm 的聚
冷弯成型理论研究进展
墨
究 进 展
冷
弯
成
型
பைடு நூலகம்
理
论
研
赵 生 莲
（ 攀枝花学院 ， 四Ｊ Ｉ Ｉ攀 枝 花 摘 要： 冷 弯 生 产技 术 是 金 属板 带深 加 工 的 重要 领 域 。 本 文 对 冷 弯 成 型 理论 研 究 的进 展 进 行 了 阐述 。 关键 词 ：冷 弯成 型 理 论 研 究 金 属 型 材 生 产 工 艺技 术 到 目前 为 止 ，虽 然 国 内 外众 多 学 者 在 探 索 成 型 理 论 领域 中做 了 大 量 的 工作 ， 也 取 得 了很 大 的 成 就 ， 并 且 已经 弄 清 了 简 单 断 面 型 钢 的成 型机 理 。 但 由 于影 响冷 弯成 型 的 因素 比较 多 ， 成 型 过程 也 比较 复 杂 ，因 此 还 没 有 一 种 方 法 能 精 确 地分 析 这 成 型过 程 。 依 不 同 的 力 学分 析模 型 ， 目前 冷 弯 成 型 理 论 分 析 有 以下 几 种方 法 。 １ ． 简 化 解 析 法 及 运 动 学 法 在 简 化 解 析 法 及 运 动 学 法 中 ，主 要 是 将 横 向弯 曲变 形 和 纵 向 弯 曲变 形 分 别 分 析 ，其 中横 向 弯 曲变 形 采 用 弹 塑性 理论 和纯 弯 曲理 论 进 行 分 析 ．而 纵 向 变 形 将 带 材 视 为 弹 塑 性 薄壳 进 行 分 析 。在 这一 方 面 ，早 期 的 Ｒ ． Ｔ ． Ａ ｎ ｇ ｅ ｌ 提 出 了直 线 变 形 模 型。 并 将 其 用 于 计 算 槽 钢 纵 向膜 应变 。 之后 ． Ｂ ． Ｎ ． 达维 多 夫 提 出 了“ 平 缓 过渡 区” 概念 ． 即角 度 的 改 变 是 在 两 机 架 自己 的 一 部 分 长度 上 逐 渐 完 成 的 。 并 给 出 了 边 缘 伸 长 率 防止 缺 陷 的 条 件 和 最 大 许 可 弯 曲角 的 表 达 式 。 边 缘 的伸 长 率 为
冷弯成型局部大变形测试装置的设计与研究
作者简 介： 倪正银 （９ ８ ， 河南温县人 ， １７ 一） 男， 山东交通 学院助教
维普资讯 http://www.cqvip.com
第２ 期
倪 正银等 ： 冷弯成型局部大变形测试装置的设计 与 研究
分布等做了相应研究。国内学者对冷弯成型模拟实验研究较少 。
２ 冷 弯成 型 大 变 形 测 试 装 置 的 设 计
２ １ 设 计依 据 ．
冷弯成 型是复 杂 的板 带加 工工 艺 ， 工 过 程 伴 随着 材料 的大 变 形 （ 曲角 度 大 于 ８ （） 和 超 塑 性 ． 加 弯 ０ 。） 是 动 态 的变 形 过程 。 在辊 弯机 组加 工 的过 程 中 ， 由于板 带 运 行 速 度 快 、 场 环境 复 杂 ， 法 较 精 确 地 测 现 无
Ａ Ｓ ＳＬ Ｎ Ｙ ／Ｓ一 关 键 Ａ 对冷 弯成型分析提供科学依据 。 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ：６２ ０２２ ０ ）２一 ０ ６ ４ １７ —０Ｂ （０ ６０ Ｏ ５ Байду номын сангаас０ 词： 冷弯 成型 ； 变形 ； 大 回弹 ； 测试装 置
中图分 类号 ：Ｇ ０ Ｔ ３６
冷弯 型钢 一般 是 以热 轧或 冷轧 带钢 作原 料 ， 常温 状 态下 ， 过 辊式 弯 曲成 型 机组 加 工 ， 曲成 各 在 经 弯 种 断面 形状 的型 材 。其从 力 学 上 表 现 为 板 带 在纵 向 的 弹性 拉 伸 和压 缩 变 形 以及 横 向 的 弹 塑性 弯 曲 变 形， 实质 上是 板带 的纵 向小 弹性 变形 与横 向大 位移 的复 杂 问题 。 由于 其 变形 复 杂 ， 事先 难 于 预测 变 形 效 果 ， 今 为止 ， 弯技 术仍 主 要基 于经 验公 式 ， 迄 冷 依赖试 错 法获 取工 艺 规律 ， 在实 际生 产 中表 现 为开 发 新 产
变截面柔性辊弯成型技术的国内外研究进展
加工工 艺。 与其它板 金属成 型工 艺 品广 泛应 用于汽 车 、建筑 、物流 以 度 、高 碰撞 性 能 ） 的汽 车 ，同时 又
相 比 ，辊弯成 型具有投 资低 ，生产 及人们 日常生 活的各个 领域 。
安全 、环 保 、节 能是 当今 汽车 为汽 车工业 发展 的迫切需 求。对 于
撰 文 ／北 方 工业 大 学 艾 正青 刘继英 韩 飞 景 作 军
安全、环保、节能是当今汽车工业发展的三大主题。开发车体轻量化、安全性能高的汽车，同时又要使 设计、制造的成本降低，已成为汽车工业发展的迫切需求。采用计算机控制技术的变截面柔性辊弯成型
是实现 上述 目标 的一种有效途径 ，成 为下一代辊弯成型技术的发展方向。
角 。在设 计单 一式 柔性 辊 弯成型 机 的过程 中 ，有 两点 很重 要 ：一是 每
～
个轧 辊 的顶 部和 底部 的弯 曲 角都 必须在 旋 转 台的轴 线上 ；二 是 为了
图２ 德 国达 姆施塔 特大学 柔性辊弯成 型机概 念
加 工 出不规 则 形状 的轮 廓 ，成 型机 架 的旋 转轴 线要与 弯 曲边 垂直 。 图５ 示 的是 其 三机 架 串 列 式 所
■Ｅ瑟圈
ｌ 变截面柔性辊弯成型技术的国内外研究进展
变截 面柔性辊弯成型 技术 的 国 内外 研 究 进 展
冷弯成型机项目可行性研究报告立项申请报告范文
冷弯成型机项目可行性研究报告立项申请报告范文一、项目背景及意义
冷弯成型技术在现代工业生产中得到了广泛应用，其能够实现金属材料的柔性成型，具有成本低、效率高等优点。目前冷弯成型机在国内市场上的供应量无法满足需求，对于大部分企业而言，冷弯件的加工呈现出劳动力大、力度小、成本高的问题。因此，开发一种高效、成本低的冷弯成型机具有重要实际意义。
二、项目概述
本项目旨在研发一种新型的冷弯成型机，利用先进的自动化技术，实现冷弯件的高效率生产。该冷弯成型机将采用电动驱动系统，配备康德克专用控制器，能够自动调节成型参数，提高加工效率。同时，该机器具备抗格振动设计，能够降低加工过程中的杂音和振动，提升操作人员的工作环境。
三、项目目标
1.开发出一种高效的冷弯成型机，具备自动调节成型参数的能力。
2.实现冷弯件的快速出产，提高生产效率。
3.降低操作人员的劳动强度，提升工作环境。
四、可行性分析
1.技术可行性
冷弯成型技术已经得到广泛应用，技术路线已经成熟。本项目采用的电动驱动系统和康德克专用控制器已经在其他行业得到了成功应用，具有较高的可行性。
2.市场可行性
目前国内对冷弯成型机的需求量较大，尤其是在汽车、建筑和家电等行业。本项目开发出的高效冷弯成型机将具备一定的市场竞争力。
3.经济可行性
本项目的开发成本相对较高，但由于冷弯成型机的市场需求量大，投资回报期较短，具备较高的经济可行性。
4.社会可行性
五、项目计划
1.技术研究与开发阶段（3个月）
2.设备采购与组装阶段（2个月）
3.调试与试生产阶段（2个月）
4.研发完成及项目验收（1个月）
低温柔性试验流程详解
低温柔性试验流程详解
下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!
并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!
Download tips: This document is carefully compiled by theeditor.
I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!
In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!
冷弯试验步骤
冷弯试验步骤
冷弯试验是一种测试材料塑性的试验方法，主要应用于建筑、桥梁、船舶、汽车、航空航天等领域。以下是冷弯试验的步骤：
1.准备试样：根据标准要求，制备具有一定尺寸和形状
的试样，如矩形、圆形等。试样的尺寸和形状应符合相关标准的规定。
2.调整试验机：根据试样的尺寸和要求，调整试验机的
夹具和弯曲装置，确保试样放置正确，不会发生滑移或错位。
3.加载试样：将试样放置在试验机的夹具中，并调整夹
具的位置，使弯曲装置与试样的弯曲部位对准。
4.施加压力：根据标准规定的弯曲速度和试验要求，逐
渐施加压力至试样上，使试样弯曲。在弯曲过程中，应保持压力的稳定，避免压力波动。
5.观察和记录：在试样弯曲过程中，观察试样的变形情
况，如有无裂缝、断裂等现象。同时，记录试验过程中的压
力、弯曲角度等数据。
6.结果分析：根据观察和记录的数据，分析试样的塑性
和韧性等性能指标，并将结果与标准要求进行比较，以评估材料的性能。
7.清理和保养：在试验结束后，应将试样从夹具中取
出，清理干净，并对试验机进行必要的保养和维护。
需要注意的是，在进行冷弯试验时，应遵守相关的安全操作规程，避免发生意外事故。同时，试验结果会受到多种因素的影响，如试样的尺寸、形状、材料性质、温度、湿度等，因此应严格按照标准要求进行试验，以确保结果的准确性和可靠性。
基于Adams的双轴柔性冷弯成型机运动学分析
图1
板材弯曲边缘与成型辊的位置关系的俯视图
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!!!!!!
用率很低,这是机器加工生产线的主要特点,其中工序
10为瓶颈工序,对
于非平衡生产线,关键是提高作业员的利用率而非机器。考虑采用多能
工实行一人多机的
配置方案。如表2所示。如方案1,1、2、3工序由一人完成,、5工序由一人完成。未列出工序为一人一机。工厂
可根据实际情况选用不同配置方案。
6结语
本文通过仿真试验确定了CONWIP 系统的最佳WIP 数,研究了周期时间的波动规律和工站的利用率情况,在此基础上,确定了交货期的计算方法和岗位派工的方案。
CONWIP 系统作为一种新型的生产系统在管理水平相对
较低的中小企业有着很大的推广空间。
[参考文献]
[1]
Liu Bin,et al.Analysis of Two M achin e CONWIP Sy s tem [J ].Systems Science and M athematical Sciences,2002,13(4):366-375.
[2]
Ho pp W J,Spearman M L .Factory Ph y s ics [M ].北京:清华大学出版社,2002.
[3]
Sato R.Analyzing Kanban and CONWIP controlled ass embly systems
[Z ].Doctoral Prog ram in Po licy and Planning Sciences at the Un iversity of Tsukuba 2006.
二、低温弯折试验
二、低温柔性试验
1、试件准备
改性沥青防水卷材：纵向150mm×横向25mm 十块，去除非持久保护层后试验2、技术条件
改性沥青防水卷材：（1）试验均按GB/进行，采用专用机械弯曲试验仪（速度
360mm/min）进行低温弯折试验。
△L=D+2×L+2
△L：两支持轴棒间距，mm
D：弯曲棒直径，mm
L：卷材厚度，mm
（2）试验在乙二醇/丙二醇及水混合成的冷冻液中进行。在
规定温度的冷冻液中保持60min后进行弯曲试验，五个
试件上表面，五个试件下表面分别试验。
（3）3mm厚SBS I型产品：-20℃60min ∮30mm
（4）4、5mm厚SBS I型产品：-20℃60min ∮50mm
（5）3mm厚APP I型产品：-7℃60min ∮30mm
（6）4、5mm厚APP I型产品：-7℃60min ∮50mm
（7）N类自粘卷材I型产品：-20℃60min ∮20mm
（8）2、3mm厚PY类自粘卷材I型产品：-20℃60min ∮
30mm
（9）4mm厚PY类自粘卷材I型产品：-20℃60min ∮50mm 3、结果判定
改性沥青防水卷材：（1）裂缝：沥青防水卷材涂盖层的裂纹扩展到胎体或完全贯
穿无增强卷材。
（2）无裂缝：即没有从涂盖层表面深入到胎体层或完全贯穿
无增强卷材的裂纹。
（3）自粘卷材每面5个试件中至少4个试件目测无裂纹为该
面通过，上下两面均通过认为符合低温柔性要求。
（4）SBS、APP卷材每面5个试件中至少4个试件目测无裂缝为该面通过，上下两面均通过认为符合低温柔性要求。
冷弯变形的实例研究
冷弯变形的实例研究
摘要：冷弯技术由20世纪开发以来，得到较为广泛的应用，但是由于冷弯成型本身具有独特的性能和规律，未能被人们完全掌握，所以至今冷弯成型技术还未能形成规范的科学技术，技术人员在实际生产过程中，也是不断探索、试错，总结经验。本文主要就本人在实践工作上,，对一款断面冷弯成型的研究以及探讨。
关键词：GDF共板法兰道次弯角分配轧辊空弯缺陷调整
一、TTGDF共板法兰成型机截面分析
图（1）是GDF共板法兰断面横截面图，材料为0.5-1.2mm的镀锌板.
首先来分析一下这个截面：
1、L是任意尺寸且这个尺寸比较大。
2、不规则不对称
3、封闭截面
针对这些特点，首先确立断面的展开成型的基准面，合理制定展开成型的基准面是能否顺利成型的关键，因为相对一些非对称比较复杂的截面，合理确定基准面，可以减少成型的盲角的道次，或是减小盲角的数值，同时也尽量保证了成型时受力相对的对称性.在图（1）中，因为L尺寸比较大这个特性，且要便于工人操作等因素，决定了这个截面只能像图（2）那样平放。图（1）.
二、确定成型道次
设计的第二步就是要确定轧辊的成型道次。但是，道次的确定也是最为困难的，它需要确定每一步的冷弯型变角度，计算每一步变形是否合理，而且选择轧辊的大小，轧辊之间的距离，都与道次的选择，有着重大的关系，只有综合以上的因素，才能确定合理的成型道次.
其实，到目前为止，冷弯技术还没有一本真正的教科书，因为有的复杂不对称横
图（2）截面，在力学形变过程中，存在许多不确定的因素，导致设计者往往不能依据某些力学公式或某些计算软件去分析它的形变。在日本，一些科学技术工作者曾总结出部分横截面成型道次的计算公式，但这些也公式也仅仅是限于比较简单的实弯、对称截面。但即使这样，这些计算出来的数据，也只能作为参
冷弯成型工艺分析及问题
冷弯成型工艺分析及问题
摘要：经济科学的快速发展，越来越多外形美观并且经济实惠的冷弯型钢产品
出现在了我们的生产以及日常生活中，它的安装便捷受到了使用者的广泛应用，
经济的提高，让人们对于冷弯型钢产品有了更多的需求，因此，冷弯成型工艺技
术有了突破的发展，本文从冷弯成型理论、冷弯成型的定义以及特点和它的加工
工艺以及在加工时出现的问题和解决措施做出了深入的探讨分析，以供相关人员
参考学习。
关键词：冷弯成型；工艺分析；问题
前言
冷弯型钢它的节能环保效果良好，它用了最少的钢材去满足了指定载荷要求，这样就不用再依靠增加板材的使用量或者提升材料的力学性能才能满足载荷要求，它是一种通过改变型钢产品的截面形状去进一步提升钢的力学性能，从而满足载
荷的要求。
一、冷弯成型理论
冷弯的成型过程十分复杂，并且在它成型的过程中会有很多因素影响着它，
因此，目前还没有精确的方法去分析整个过程，当前用到最多的成型理论分析方
法有，简化分析法、能量法和运动学法以及数值算法，下文对此进行了详细的描述。
1.1简化分析法与运动学法
简化分析法主要考虑的是横向弯曲变形以及纵向弯曲变形，分析的横向弯曲
变形应用的是弹塑性理论和纯弯曲理论去进行详细的分析，而纵向变形分析是将
板材跟弹塑性薄壳进行比较分析。
这两种方法是最先研究冷弯成型的方法，但是科技的快速进步，使得冷弯成
型钢的产品在不断的变化，因此，这两种方法已经不能成为冷弯成型长远发展的
方向。
1.2能量法
该方法首先是计算材料的变形功，随后在使用最小能量法去分析出相关量，
它是一种科学的计算方法，可是在仿真中因为受到了能量方程构造的直接影响，
冷弯试验
4)试验在10℃~35℃或控制条件下(23±5)℃进行。
试验结果与分析
试验结果与分析
按以下五种试验结果评定方法进行，若无裂纹、裂缝或裂断,则评定试件合格。 (1)完好试件弯曲处的外表面金属基本上无肉眼可见因弯曲变形产生的缺陷时，称为完好。 (2)微裂纹试件弯曲外表面金属基本上出现细小裂纹，其长度不大于2mm，宽度不大于0.2mm时，称为微裂 纹。 (3)裂纹试件弯曲外表面金属基本上出现裂纹，其长度大于2mm，而小于或等于5mm，宽度大于0.2mm，而 小于或等于0.5mm时，称为裂纹。 (4)裂缝试件弯曲外表面金属基本上出现明显开裂，其长度大于5mm，宽度大于0.5mm时，称为裂缝。 (5)裂断试件弯曲外表面出现沿宽度贯穿的开裂，其深度超过试件厚度的1/3时，称为裂断。 注:在微裂纹、裂纹、裂缝中规定的长度和宽度只要有一项达到某规定范围即应按该级评定。
2)试样在两个支点上按一定弯心直径弯曲至两臂平行时，可一次完成试验，亦可先弯曲到图12-27中（c） 所示的状态，然后放置在试验机平板之间继续施加压力，压至试验两臂平行。此时,可以加与弯心直径相同尺寸的 衬垫进行试验。当试验需要弯曲至两臂接触时，首先将试样弯曲到图12-27中所示的状态，然后放置在两平板间 继续施加压力，直至两臂接触。
冷弯成型链式模型构建、道次变形分析及智能化的研究
Ｐ ｓ ｆ ｒ ａ ｉｎ Ａｎ ｌｓｓａ ｄ Ｉ ｔＩ ｇ ｎ ｉａ ｉｎ ａ ｓＤｅｏ ｍ ｔ ａｙ ｉ ｎ ｎ ｅｌ ｅ ｔ ｔ ｏ ｉ ｚ Ｏ
Ｌ ｏ－ｈ ｎ Ｉ Ｇｕ － ａ ｇ ｃ
（ｃ ｏｌｆＭａａｅ ｅ ｔ ｎ ｃｎｍｉ ， ｅ ｅ Ｕ ｉ ｒ ｔ ｏ ｃｅｃ ｄＴ ｃｎｌｇ ， Ｓｈ ｏ ｏ ｎｇ ｍ ｎ ａ ｄＥ ｏｏ ｃ Ｈ ｂ ｉ ｎｖ ｓｙ ｆＳ ｉ ｅａ ｅｈ ｏｙ ｓ ｅ ｉ ｎ ｎ ｏ Ｓ ｉａｈ ａｇ０ ０ １ ， ｂ ｉ ｈｎ ） ｈ ｉ ｕ ｎ ５ ０ ８ Ｈｅｅ，Ｃ ｉａ ｊｚ
Ａຫໍສະໝຸດ Baiduｎ 结构 ，实现 智能 化 单道 次 的冷 弯成 型应 力应 变描 述 ，以达 到尽 量 逼近 实 际变形 过 程 ，为 ｅｔ 推 演精 准孔 型设 计提 供 了理论 依 据 。
关 键 词 ：冷 弯 型钢 ；孔 型 设 计 ；链 式 模 型 ；Ａ ｅｔ 构 ；应 力应 变 ｇｎ 结
中图分 类号 ： Ｅ ０ Ｔ ９２
李 国 昌 ：冷 弯成 型链 式 模 型 构 建 、道 次 变 形 分 析 及 智 能 化 的 研究
冷 弯成型链 式模型构建 、 道次 变形分析 及智能化 的研 究
李国昌
（ 北科 技 大学 经 济 管理学 院 ， 河 石家 庄 ０ ０ １ ） ５ ０ ８ 摘 要 ： 随着 工程 建设 对冷 弯型 钢 的功 能要 求越 来越 高 ，使 得 型材 的 断 面几何 形状 变得 越 来越
变截面冷弯成型的FEA仿真研究
变截面冷弯成型的FEA仿真研究
摘要：随着工业技术的发展，变截面冷弯成型作为一种重要的金属加工方法，受到了广泛的关注。本文基于有限元分析（FEA）技术，对变截面冷弯成型的仿真进行研究。通过建立合适的模型和参数设置，对变截面冷弯成型过程中的应力分布、变形情况等进行了仿真分析。结果表明，FEA仿真可以有效地预测变截面冷弯成型过程中的变形和应力分布，并为工程实践提供了参考。
关键词：变截面冷弯成型；有限元分析；仿真研究；应力分布；变形情况
引言：
变截面冷弯成型是一种通过施加外力使金属材料发生塑性变形的工艺。其主要应用于金属管道、钢材、铝合金等材料的成型加工中。该工艺具有成本低、效率高、工艺灵活等优点，因此在航空航天、汽车制造、建筑工程等领域得到广泛应用。
然而，由于变截面冷弯成型过程中的变形和应力分布难以直观地观察和测量，因此需要借助计算机仿真技术进行研究。有限元分析（FEA）作为一种有效的数值模拟方法，可以模拟材料的变形、应力分布等情况。因此，本文采用了FEA技术对变截面冷弯成型进行了仿真研究。
方法：
首先，根据实际工程需求，确定了变截面冷弯成型的模型和参数设置。然后，利用FEA软件对模型进行建模，并设置加载条件，如施加外力、边界约束等。接着，通过求解有限元方程，得到了变形和应力分布的数值结果。最后，对仿真结果进行分析。
结果与讨论：
通过FEA仿真，我们得到了变截面冷弯成型过程中的变形和应力分布情况。结果显示，在应力分布方面，变截面冷弯成型过程中的应力集中主要出现在截面转弯处。而在变形方面，变截面冷弯成型过程中的变形主要集中在转弯处，变形量逐渐减小。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基金项目：北京市自然科学基金资助项目（3082008）!!!!!!!!!!!!!!!!柔性冷弯成型实验研究
于帅，景作军，张若青，刘继英
（北方工业大学机电工程学院，北京100144
）冷弯成型（辊压成型辊弯成型Roll Forming ）是板金
属加工的重要方法之一，是将卷料或单张板料通过有多种
型面的轧辊模具顺序横向弯曲成型的一种技术。冷弯型材
能达到最好的截面力学性能，是先进适用的渐进成型技
术，但是传统冷弯成型只能生产纵向不变截面的型材。
近年来，随着油价上涨以及环保方面的要求，汽车制
造业掀起了轻量化浪潮。汽车轻量化能够有效降低燃油
消耗，减少尾气排放。要实现整车的轻量化，就要减轻结
构件的重量。
为了满足这种需求，柔性冷弯成型技术（Flexible Roll
Forming
）成为国内外的研究热点［1，2］。柔性冷弯成型机组可以生产变截面的型材产品。变截面即型材在横向的尺
寸是变化的，以达到材料更充分合理的应用。
在柔性冷弯生产线中，每个成型道次的机架都是一
个独立的单元，由伺服电机分别控制，按照计算机程序控
制成形模具的轨迹，从而实现所需的横截面形状。
本文主要介绍柔性双轴变截面冷弯成型实验及结
果分析，对柔性冷弯成型这一新的工艺技术进行了实践
探索。
1柔性冷弯成型技术研究现状
柔性冷弯成型技术是一门新技术，在国外也是最近
几年才兴起。而在国内，目前这门技术的研究还很少。日
本拓殖大学的小奈弘（Hiroshi Ona ）研制了柔性冷弯成型
设备［2］，
如图1所示。该设备能生产非对称、单边横截面在纵向方向上发生变化的冷弯型材。
德国Data M 公司致力于冷弯成型设计和仿真专业软件的研究和开发，对柔性冷弯成型进行了仿真研究［3］。近年来，北方工业大学机电工程研究所对柔性冷弯成型技术进行了研究，研制了柔性双轴变截面冷弯成型机。这种柔性双轴变截面冷弯成型机可以生产双边纵向变截面的冷弯型材。2柔性双轴变截面冷弯成型机柔性双轴变截面冷弯成型机［4，5］包括移动伺服电机、转动伺服电机、连接在机座上的主动轴电机、机座、导轨、滑板、使机座绕竖直方向转动的驱动机构和使机座水平移动的驱动机构。所谓“双轴”，就是指柔性轧辊沿着型材弯曲边缘既能垂直于进料方向直线运动，又可以绕旋转轴摆动一定角度。柔性双轴变截面冷弯成型机组目前共有3个成型机架，机架模具的成型角度可根据需要在0°~90°任意调整。进料端配有送料机，如图2所示。3变截面冷弯成型实验方案
本实验对五斜率板材（图3）进行三道次冷弯成型，将
摘要：
柔性冷弯成型是板金属成形技术的前沿研究领域之一。柔性冷弯成型技术研究中，研制了柔性双轴变截面冷弯成型机；以柔性双轴变截面冷弯成型机为平台进行了柔性冷弯成型实验研究，成型出了变截面U 型样件，并对样件出现成型缺陷的原因进行了分析，为进一步的深入研究奠定了基础。
关键词：柔性冷弯成型；变截面；实验研究
中图分类号：T G335.4文献标识码：B
文章编号：1002－2333（2010）07－0014－03Experimental Study on Flexible Roll Forming
YU Shuai,JING Zuo-jun,ZHANG Ruo-qing,LIU Ji-ying （College of Mechanical and Electronical Engineering,North China Univ.of Tech.,100144,Beijing,China ）
Abstract ：Flexible roll forming is the advanced technology in sheet metal forming.The mechanical and electronical engineering research center of NCUT has been working in this field over the past few years and developed two-axis flexible roll forming machines.Experimental study was carried out with two -axis flexible roll forming machine,and successfully produced samples of U channel with variable cross sections.Then the defect of the formed part was analyzed.The experiment laid foundation for the following research.
Key words ：flexible roll forming;variable cross sections;experimental
study
图1小奈弘研制的柔性冷弯成型设备图2双轴变截面冷弯成型机送料机ACADEMIC COMMUNICATION 学术交流
理论/研发/设计/制造
机械工程师2010年第7期
14
其成型为变截面U 型槽（图4）。考虑到变截面成型的困难要高于传统的不变截面成型，成型机的道次只有三道，最终确定的边腿弯曲角度为50°，腿高25mm 。成型轧辊在到达弯角处时，沿主轴摆动一定角度（与斜边与直边的夹角相等），然后沿丝杠做横向平移，可将板材成型为所需型材。
根据现有条件，双轴变截面冷弯成型机的道次为三道次，要进行实验首先需要对成型弯曲角度进行合理分配。
在冷弯成型过程中，变形角过小会造成变形不稳定，而变形角太大则会引起弯曲边波浪。考虑到变截面板材成型初期和后期变形角不宜过大，最终确定的成型弯曲角度方案为：25°，40°，50°。
按照上述方案布置
好的双轴变截面冷弯成
型机如图5所示。
考虑到成型机的
加工能力，本实验选定
的材料为普碳钢
Q235，板厚为0.6mm 。
这里需要特别说
明的是，在变截面成型实验中，板厚选择十分关键。冷弯成型所需的成型力与板厚的平方成正比［6］，其关系如下式：P 1＝5σs lh 2/（24a 1）（1）式中，σs 为材料的屈服极限，l 为折弯长度，h 为板厚，a 1为成型力力臂，在成型轧辊一定的情况下为常数。
在试料时曾采用板厚0.8mm 的板料，结果出现了成型力不足而造成卡料的情况。根据式（1），在其他情况相同的情况下，0.8mm 板厚需要的成型力是0.6mm 板厚所需成型力的1.78倍。
本实验主要进行五斜率U 型变截面成型，在设计板材时，应尽量避免3个道次轧辊同时成型斜边的情况，因为这种情况可能会造成边部成型不稳定，出现卡料的情况。本着以上原则，在设计实验板材时，应对各段长度进行合理取值。最终采用的实验用板材尺寸参数如图6所示。
4实验结果分析解决上述问题后，最终完成了五斜率板材的柔性变截面冷弯成型实验，得到的板材如图7所示。板材基本无错线，边腿高度基本一致，但在截面过渡区凸弧处边腿有轻微褶皱。分析出现褶皱的原因，首先要分析成型时板材凹弧和凸弧处边腿的变形。图8是用以解释边腿处理论薄膜应变如何产生的折纸模型。图8（a ）代表凹弧部分边腿变形情况，当虚线表示的边缘沿折弯线弯曲90°时，边部在纵向拉长。理论受拉薄膜应变为：ε1＝ln （R 2θ/R 1θ）（2）图8（b ）代表凸弧处边腿变形情况，边部在纵向压缩。理论受压薄膜应变为：ε2＝ln （R 2θ/R 1θ）（3）在式（2）和式（3）中，R 1为弯曲变形前边腿外边缘处圆弧半径，R 2为弯曲变形后边腿外边缘处圆弧半径，θ为圆弧对应的圆心角度数。凹弧部分边腿的拉应变小于理论值
，凸弧部分边腿的压应变超出理论值是造成边部褶皱的原因。这在图9和图10所演示的实验中得到了验证。图9是剪开凹弧处边腿后的变形情况，边腿切口处向两侧分开；而凸弧处边腿剪开后，切口处出现了重叠，如图10。这说明凹弧处边腿变形不足而凸弧处边腿变形过度。5结论利用北方工业大学冷弯成型课题组研制的柔性双轴变截面冷弯成型机进行了柔性变截面冷弯成型实验，成型出五斜率变截面U 型槽，并对其凸弧处边腿的褶皱成
因进行了简要分析，为下一步的实验研究工作奠定了基础。
L 1R L
D θ
L 2L 3L 2L 1
折弯线
D
1
图3五斜率板材图4变截面U 形槽
图5双轴变截面冷弯成型机第一道次第二道次第三道次
580580
R 7
290
4
2
200500600500200
进料方向
图6实验用板材设计图图7成型出的五斜率变截面U 型槽弯曲后边缘弯曲前边缘弯曲前边缘弯曲后边缘折弯线折弯线ε1＝ln R 2θR 1θθθR 2R 1R 1R 2θθε1＝ln R 2θR 1θ图9凹弧处边腿剪开后的变形图10凸弧处边腿剪开后的变形15
机械工程师2010年第7期学术交流理论/研发/设计/制造ACADEMIC COMMUNICATION 7
°