对称式三辊卷板机滚弯成形机理及工艺参数分析

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1、中文摘要三辊卷板机作为重型机械行业不可缺少的一部分，广泛的应用于石油、化工、压力容器等行业。随着板材规格的增加，市场对卷板机的卷板能力提出了新的要求，特别是250mm~300mm厚板的卷制，无论是卷板机的结构还是工艺在国内都是一项崭新的研究内容。本论文在山西省重大专项的支持下，主要对对称式三辊卷板机工艺进行分析。通过微单元受力分析建立板材弯矩与对应截面处中性层半径间关系，利用静力平衡分别建立板材压弯与滚弯过程中各工艺参数间关系，通过数值计算求出结果，并且绘制出计算结果与相对成形曲率间的关系图。建立了

2、考虑材料进入塑性变形后伴随产生的弹性变形对回弹影响的数学表达式。利用有限元软件ansys的LS-DYNA模块对板材滚弯过程进行准静力学仿真，对仿真结果进行分析，将得到的结果与理论计算结果进行对比，并且做出相应的对比图。计算结果表明：相对硬化系数对于压弯工艺参数影响较大，尤其是对成形力影响最大。相对硬化系数越大，对上辊压下量的影响越小。相对硬化系数对于滚弯过程中的下辊压下量影响很小，对成形力影响较大。下辊中心距对于压弯和滚弯工艺参数的影响都较大，当最终成形半径确定后，压下量与下辊中心距基本呈线性关系。

3、摩擦因子对于压弯和滚弯工艺参数的影响都很小。考虑材料进入塑性变形后伴随产生的弹性变形得到的回弹计算结果较忽略此部分弹性变形得到的计算结果更接近于经验公式，成形半径越大，前者的优势越大。上辊压下量确定后，从压弯结束到滚弯开始，成形力逐渐减小至稳定值，而成形半径会明显增大，不仅仅由于回弹的影响，更重要的原因是从压弯到滚弯板材受力情况的变化。模拟得到的结果与理论计算得到的结果吻合较好。关键词：对称式三辊卷板机；工艺参数；回弹；数值模拟；厚板IABSTRACTThreerollerbendingmachin

4、eisanindispensablepartofheavymachineryindustry,widelyusedinpetroleum、chemicalindustry、pressurevessel，etcetera.Withtheincreasingofplatespecifications,marketputforwardthenewrequesttothebendingcapacityofplatebendingmachine,especiallythe250mm~300mmplate,in

5、ourcountry,regardlessofstructureofthemachineorprocessisanewresearchcontent.ThisprojectwassupportedbymajorprojectsinShanxiProvince,whichmainlycarriesontheanalysisofprocesstothesymmetricalthree-rollveneerreelingmachine.Accordingtothestressanalysisofmicro

6、element,therelationshipbetweenbendingmomentandshearforceofsteelplatewasdeduced.Therelationshipbetweenprocessparametersofpunchingandrollbendingareestablishedseparatelybyusingthestaticbalance.Theresultsobtainedbynumericalcalculation,andrelationschemaofth

7、eprocessparametersandtherelativecurvaturewasdrawn.Thespringbackmathematicalexpressionconsideringtheelasticdeformationassociatedwiththeplasticdeformationwasestablished.TheLS-DYNAmoduleoftheANSYSwasusedforthequasi-staticsimulationplatebending.Thesimulati

8、onresultswerebothanalyzedandcomparedwiththeoreticalcalculationresults.Thecalculationresultsshowthat:therelativehardeningcoefficienthasgreateffectsontheprocessparametersofpunching,especiallythebiggestinfluenceontheformingload.Therelative