变截面细长轴矫直辊型数学建模及仿真.pdf

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1、第39卷第4期锻技2014年4月Vo1．39No．4F0RGING＆STAMPfNGTECHNOL0GYApr．2014变截面细长轴矫直辊型数学建模及仿真李边境，尚金龙，张春生，王英杰(1．燕山大学继续教育学院，河北秦皇岛066004；2．燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心河北秦皇岛066004；3．宝钢集团有限公司技术中心，上海210900)摘要：变截面细长轴类件成形加工过程中特别容易由于刚度差异或应力集中等问题而产生截面椭圆变形和轴线弯曲变形等缺陷，故需要对其进一步地矫直加工。基于弹塑性弯曲变形理论，推导出

2、考虑材料加工硬化时圆形被矫直件在矫直过程中的弯矩、能耗与弯曲变形的关系式。然后利用MATLAB遗传算法工具箱对矫直辊的主要参数进行了搜索优化，并根据得出的参数对其进行数学建模。利用大型有限元分析软件MARC对整个过程进行模拟仿真，最终通过对比分析后处理中被矫轧件在三种矫直速度时的内部残余应力分布情况、圆度和直线度，从而找出矫直速度对矫直精度的影响规律。关键词：变截面细长轴；弹塑性弯曲；矫直；数学建模；模拟仿真DOI：1O．13330／j．issn．1000-3940．2014．04．028中图分类号：TG335．6文献标识

3、码：A文章编号：1000-3940(2014)04-0143-06Mathematicsmodelingandsimulationanalysisofrollshapeonnon-uniformslenderaxlestraighteningLiBianjing，ShangJinlong，ZhangChunsheng，WangYingjie(1．SchoolofContinuingEducation，YanshanUniversity，Qinhuangdao066004，China；2．NationalEngineerin

4、gResearchCenterforEquipmentandTechnologyofC．S．R．，YanshanUniversity，Qinhuangdao066004，China；3．TheTechniqueCenter，BaoshanIronandSteelCo．Ltd．，Shanghai210900，China)Abstract：Non—uniformslenderaxlemustbestraightenedbeforebeingusedbecauseitusuallygetsellipse，bendingandot

5、herdefectsintheprocessoffabricationbecauseofthestiffnessdifference，stressconcentrationandsomeotherreasons．Accordingtotheelastic—plasticbendingtheory，therelationshipwasdeducedbetweenbendingdeflectionandbendingmoment，energyconsumptionwhenthework—hard-eningeffectisun

6、derconsideration．ThemathematicsmodelingwasperformedafteroptimizingtherelatedstraighteningparameterswiththehelpoftheMATLABgeneticalgorithmtoolbox．BasedonthefiniteelementanalysissoftwareMARC，somesimulationanalyseswerecon-ducted．Intheend，thedistributionofinnerresidua

7、lstress，roundnessandstraightnessofstraighteningpartsunderthreestraighteningspeedsinpostproeessingwerecontrastiveanalyzed，andthentheruleofinfluenceofstraighteningspeedOI1straighteningaccuracywasfoundout．Keywords：non-uniformslenderaxle；elastic—plasticbending；straigh

8、tening；mathematicsmodeling；simulationanalysis在我国的基础制造工业中，型、管、棒、线、到合格产品，需用特定的矫直设备对存在缺陷的产板和带等金属型材起着举足轻重的作用。但它们在品进行矫直加工，消除内应力并矫正轧件形状，使锻造、轧制、拉拔、挤压、冷却、运输以及各种