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1、第33卷第3期2008年6月Vol33No3FORGING&STAMPINGTECHNOLOGYJun.2008理论探讨拉弯工艺的数学力学分析朱正光,杨晓红(鹤壁职业技术学院机电工程学院,河南鹤壁458030)摘要:单纯的弯曲工艺不能解决当前机械制造中的许多问题,为此引入了弯曲机附加拉伸的拉弯工艺。对拉弯变形所产生的残余应力进行了理论分析,得出拉弯的变形力可小于材料的屈服应力,并进行了试验验证,得出在不考虑附加拉伸塑性变形时,板料内外层的应力增加值不大,拉伸后再弯曲其内层应力增加了近2倍,这就解决了普通拉弯工艺的回弹和大弯曲半径存在的主要问题,使弯曲工艺在机械制造领域内得到更加广泛的
2、应用。关键词:拉弯;残余应力;弹塑性材料;硬化模量中图分类号:TG391文献标识码:A文章编号:10003940(2008)03015203MathematicalmechanicsanalysisofstretchbendingprocessZHUZhengguang,YANGXiaohong(SchoolofMechanicalEngineering,HebiCollegeofVocationandTechnology,Hebi458030,China)Abstract:Atpresent,thesimplebendingprocesscannotsolvethe
3、problemsduringthemachinerymanufacture.Astretchbendingprocesswasintroducedusingstretchbenderadditionaltensiletodothetheoreticalanalysisoftheresidualstressproducedinstretchbending.Theobtainedstretchbendingforcemightbesmallerthanthematerialyieldstress.Itisprovedthattheplateinnerlayerstressaddedvaluei
4、snotbigwithoutconsideringtheplasticdistortionoftheadditionalstretch.Theinnerlayerstressisincreasedalmostby2timesafterstretchingandbending.Themainproblemsofspringbackandlargebendingradiusforordinarystretchbendingweresolvedtomakethebendingprocesstobeappliedmorewidelyinthefieldofmachinerymanufacture.K
5、eywords:stretchbending;residualstress;elasticplasticmaterial;hardeningmodulus1引言拉弯工艺是弯曲前进行预拉伸的一种复合工[1]艺,可在专用的拉弯机或模具上进行成形,过去往往作为一种减小弯曲回弹的措施。目前,在飞机、车辆、容器中有许多大型的覆盖壳体零件,拉弯工[2]艺是实现该类零件的最佳工艺。现有的技术资料[3]对其基本原理进行了介绍,但缺乏详细的应力应变分析。本文从塑性变形的基本理论方面分析了预图1拉弯应力分布图先拉伸的附加变形应力对弯曲残余应力的影响。(a)单项拉伸应力分布(b)拉伸+弯曲应力分布(c)
6、拉弯卸载后应力分布2拉弯工艺应力分析Fig1Mapofstretchbendingstressdistribution(a)Stressdistributionofindividualtensile(b)Stressdistribution假设材料为弹塑性材料,其应力按线形分布,oftensileandbending(c)Stressdistributionafterunloading在弯曲前进行了预拉伸,产生的拉应力等于材料的不同作用力下中性层距外层距离。板料预拉伸后再屈服极限,即p=T,其中T为材料的屈服极限,进行弯曲,其应力如图1b所示,在板料断面的外、如图1a所示。
7、拉伸后再弯曲成所需半径R。内层纤维拉长和缩短的应力增量分别为:图1中,h为板料厚度,R1为弯曲半径,h1为hyy=(外层拉伸应力)收稿日期:20070511;修订日期:20070716R1(1)作者简介:朱正光(1970-),男,学士,讲师hyy=-E(内层压缩应力)电子信箱:zhuzhengguang@126comR1第3期朱正光等:拉弯工艺的数学力学分析153[4]式中:R1为受力
