开题报告—冷弯成型过程的fea仿真及成型参数优化

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1、一、拟选定学位论文的题目名称冷弯成世过程的FEA仿真及成型参数优化二、选题的科学意义和应用前景冷弯型钢是众多钢材品种屮的一种，是指在常温状态下，采用某种机械方法将热轧或冷轧板带加工成所需的横截面形状和尺寸的型材⑷。按其加工成型方式分为:弯折成型、拉拔成型、冲压成型和辘式冷弯成型等。其中车昆式冷弯成型是金属带材在常温下经过一系列轧馄馄弯，逐步变形达到设计要求的形状和尺寸。馄式冷弯成型的型钢具冇生产效率高，产品质量好，易于实现自动化、连续性生产，可生产开口、闭口各种断面型材的特点。本论文屮冷弯成型采用的就是辗式冷弯成型工艺。经过辘弯成型

2、的深加工产品，适用于各种异型复杂断面产品，型材表面光洁，断面尺度精度高，具有良好的断面特性。与热轧型钢相比，在相同截面面积的情况下，回转半径可增大50-60%,截而惯性矩可增大0.5-3.0倍，因而能较合理地利用材料强度。而其由于强度高、工厂化制作程度高、投资少、施工周期短、抗震性能好、环境污染少以及可冋收利用等诸多优点被广泛应用于汽车、航空、建筑等行业。冷弯型钢的问世及应用，开拓了借助优化截面形状来提高材料利用率的新途径，而不单纯依赖增加材料用量及改善材料性能，这对于节约能源和资源具有十分重耍的意义，特别是对发展中国家而言，这种高

3、效经济冷弯型钢的开发和推广尤为重要。冷弯型钢的应用始于19世纪五十年代的美国和英国，主要应用于建筑行业。在过去冷弯薄壁型钢多用于次要受力构件，只有少量作为构件在屮、小跨度门式刚架（无吊车）、货架中使用。而今在许多国家和地区采用冷弯薄壁型钢作为承重骨架的结构被越來越多的应用于单层、多层住宅，别墅建筑中形成了冷弯薄壁型结构体系。目而冷弯型钢在西欧、美国、英国等发达国家的家电、电器、建筑、计算机及汽车等行业得到大量的应用。在美国轻钢结构体系的分析、设计理论和方法及制造工艺上己经非常完善，开发了多种专利产品，其专用设计软件可在短吋间内完成设

4、计、绘图、工程量统计及工程报价，在制作上也实现了高度的标准化及工厂化。冷弯型钢结构构件已经走向专业化、产业化的生产模式。我国冷弯型钢生产，起始于五十到六十年代，在鞍山、上海、重庆等个别地区，服务于农机业为主。到八十年代，是第一次发展高潮，集中于华东、华北、东北，服务于汽车、客车、建筑门窗、交通运输、货架、电器等行业；我国正进入冷弯型钢发展的第二次高潮,钢种从单一的普通碳钢向高强、耐候、耐火等钢种发展，主要产品冇：公路护栏、钢结构、汽车、集装箱、钢模板和脚手架、铁道车辆、船舶、桥梁、输电铁塔、钢板桩、悬挂输送机导轨，电缆桥架、电器柜、

5、农业机械、谷物仓储、管道支架、电梯导轨、货架、吊顶龙骨、蔬菜大棚、家具及防火设备等等⑵。我国冷弯型钢经历了数I•年的发展，虽然取得了一些成绩，但与国外水平及经济发展的要求比较，还存在以下一些主要问题：1）品种与数量少，与场的需求还有差距，在产品结构调整中，冷弯型钢在钢材总量中所占比例还应逐步捉高，现在冷弯型钢仅山钢材总量的0.6%左右，而先进工业国家的冷弯型钢产量一般占钢材总量的1.5%—4%,差距较大。2）机组设备水平较低，配套不够合理完善，不能适应多詁种、高质量冷弯型钢产品的生产要求。3）1986年颁布的7个冷弯型钢国家标准.至

6、今已实施多年，根据目而生产的品种范围、生产条件及用户耍求，原冇标准已不能完全满足需求，限制了一些产品的推广应用和质量的提咼。4）深度加工的产品少，不能适应和方便用户的使用，而在国外已经零件化、部件化。木课题止是在这种背景下提出的，主要是对现有的冷弯成型理论知识掌握的前提下，进行计算机辅助设计，完成辘花及轧鶴的设计以助于后面的三维建模，进而运用相关软件进行FEA仿真，减少边波、翘曲等缺陷的产生，并对相关工艺参数进行优化以得到更优的成型方案，并对回弹的影响因素进行分析。本课题的研究对冷弯成型产品的开发、孔型系统的设计和生产过程的控制都有

7、很好的指导作用，对提高冷弯成型技术将具有一定的参考价值和科学意义。三、背景科研项目情况简介本课题來源于扬州市科技攻关项目“高精度复杂数控型材轧制生产线”，是南京理工大学与扬州市某公司的共同承担项□O“高精度复杂数控型材轧制生产线”将以该公司前期工作为基础，在吸收以前机组的结构优点和核心技术的基础上，通过对液压在线口动冲孔技术，计算机辅助设计辗压成型技术和新型轧辘热处理技术，在线冷切削飞锯技术，数据生产管理软件设计等关键技术的攻关，研发出满足相关行业的需要、产品技术水平达到国际同类产品先进水平、尺寸精度高达土0.2mm,所冲的孔或槽精

8、确度达土0.05mm,正品率高达98%,生产速度达到40m/min的高精度复杂数控型材轧制生产线。对于木课题的研究，公司和学校已经根据研究需要对研究内容、技术难点进行规划与分解，并讨论具体的解决方案和应对措施。而木论文“冷弯成型过程的