减振钢板的弯曲成形性研究
薄板弯曲实验报告20
金属薄板的弯曲实验报告1.实验目的(1)了解金属薄板弯曲变形过程及变形特点。
(2)熟悉衡量金属薄板弯曲性能的指标——最小相对弯曲半径主要影响因素。
(3)掌握测定最小相对弯曲半径的实验方法。
2.实验内容(1)认识弯曲过程，分析板料轧制纤维方向和板料成形性能对相对弯曲半径（R/t）的影响。
(2)了解如何通过调整行程完成指定弯曲角度的弯曲，如何进行定位完成指定边高的弯曲，分析板厚和弯曲角度对相对弯曲半径的影响。
(3)观察弯曲过程和弯曲回弹现象。
(4)掌握万能角度尺、半径规等测量工具的使用，测量模具尺寸参数和板料基本尺寸。
(5)熟悉板料折弯机的操作使用。
3.实验原理弯曲是将板料、型材或管材在弯矩作用下弯成一定曲率和角度的制件的成形方法。
在生产中由于所用的工具及设备不同，因而形成了各种不同的弯曲方法，但各种方法的变形过程及变形特点都存在着一些共同的规律。
弯曲开始时，如图1（a）所示，凸、凹模与金属板料在A、B处相接触，凸模在A点处所施的外力为2F，凹模在B点处产生的反力与此外力构成弯曲力矩M=2Fl0。
随着凸模逐渐进入凹模，支承点B将逐渐向模中心移动，即力臂逐渐变小，由l0变为l1，…，l k，同时弯曲件的弯曲圆角半径逐渐减小，由r0变为r1，…，r k。
当板料弯曲到一定程度时，如图1（c）所示，板料与凸模有三点相互接触，这之后凸模便将板料的直边朝与以前相反的方向压向凹模，形成五点甚至更多点接触。
最后，当凸模在最低位置是，如图1（d）所示，板料的角部和直边均受到凸模的压力，弯曲件的圆角半径和夹角完全与凸模吻合，弯曲过程结束。
（a）（b）（c）（d）图1 弯曲过程示意图和所有的塑性加工一样，弯曲时，在毛坯的变形区里，除产生塑性变形外，也一定存在有弹性变形。
当弯曲工作完成并从模具中取出弯曲件时，外加的载荷消失，原有的弹性变形也随着完全或部分地消失掉，其结果表现为在卸载过程中弯曲毛坯形状与尺寸的变化。
这个现象为弹复，也叫回弹。
“几”形件弯曲成形及回弹过程数值模拟
收稿日期：２０１９－０５－２９作者简介：侯晓楠（１９８９—），女，工程师。
文章编号：１００１－４９３４（２０２０）０１－００４６－０４“几”形件弯曲成形及回弹过程数值模拟侯晓楠（泰安航天特种车有限公司，山东 泰安 ２７１０００）摘 要：以厚度８ｍｍ的ＨＧ７８５Ｄ钢板“几”形件为研究对象，模拟其弯曲及回弹过程。
结果表明，成形模拟与试验变形趋势相同，Ｕ形部位宽度尺寸误差２ｍｍ以内，回弹角度误差±３°以内。
关键词：ＨＧ７８５Ｄ；厚板料；弯曲成形；回弹中图分类号：ＴＧ ３８６文献标识码：ＢＮｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｕ－ｓｈａｐｅｄ ｂｅｎｄｉｎｇ ａｎｄ ｓｐｒｉｎｇｂａｃｋＨＯＵ Ｘｉａｏ－ｎａｎＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｂｅｎｄｉｎｇ ａｎｄ ｓｐｒｉｎｇｂａｃｋ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｕ－ｓｈａｐｅｄ ＨＧ７８５Ｄｓｔｅｅｌ ｐｌａｔｅ ｗｉｔｈ ａｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ８ｍｍ ｗａｓ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａ－ｔｉｏｎ ｉｓ ｔｈｅ ｓａｍｅ ａｓ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｓｔ．Ｔｈｅ ｗｉｄｔｈ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ｅｒｒｏｒ ｏｆ ｔｈｅ Ｕ－ｓｈａｐｅｄ ｐａｒｔ ｉｓ ｗｉｔｈｉｎ２ｍｍ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓｐｒｉｎｇｂａｃｋ ａｎｇｌｅ ｅｒｒｏｒ ｉｓ ｗｉｔｈｉｎ±３°．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＨＧ７８５Ｄ；ｔｈｉｃｋ ｓｈｅｅｔ；ｂｅｎｄｉｎｇ；ｓｐｒｉｎｇｂａｃｋ０ 引言轻量化和安全性是汽车工业发展的总趋势，在保证刚度的情况下，使用板厚较小的高强度钢板不但可以满足车架的强度要求，还提升了车架抗大变形冲击能力及耐久度［１］，为同时兼顾安全性与轻量化，汽车行业大量采用了高强度钢板如宝钢ＢＳ系列及武钢ＨＧ系列（抗拉强度６００～９００ＭＰａ）。
DP600高强钢板V型弯曲回弹性能研究
DP600高强钢板V 型弯曲回弹性能研究左治江1，文亮1，李智勤2，姚军1( 1. 江汉大学机电与建筑工程学院，湖北武汉430056; 2. 武汉惠恒实业有限公司，湖北武汉430056)摘要: DP600 高强钢板是汽车轻量化过程中用量较多的一种板材。
通过LCJ －150 型电子式拉扭试验机测试了DP600 高强钢板的屈服强度、抗拉强度、弹性模量和伸长率等力学性能。
对DP600 高强钢板进行了90°和120°自由弯曲及一定校正力下的V 型弯曲试验，分析了相对弯曲半径r / t 对回弹角Δα大小的影响。
采用最小二乘法线性拟合了弯曲回弹角与相对弯曲半径的关系，将弹性模量及屈服强度代入拟合公式后，得到了DP600 高强钢板在90°和120°弯曲时的回弹公式，且该式可以用于高强钢板模具设计。
关键词: DP600 高强钢板;V型弯曲;回弹角DO I:10. 13330 /j.i ss n.1000-3940. 2014. 11. 004中图分类号: T G386. 3 +1文献标识码: A文章编号: 1000-3940 ( 2014) 11-0016-05Ｒe s e a r c h on V －type b e nd i n g s p r i n g ba c k p e r f o r man ce of D P600high s t r e n g t h s t ee l s h ee tZuo Zh iji a n g1，Wen L i a n g1，Li Zh i q i n2，Y ao J un1( 1．Sc h oo l of M ec h a n i ca l-e l ec t r i ca l E n g i n ee r i n g，J i a n g h a n Un i v e r s i ty，W uh a n430056，Ch i n a;2．Wuhan H u i h e n g I ndu s t r i a l C o．，L td．，Wuhan 430056，Ch i n a)A b s t r a c t:DP600 h i g h-s t r e n g th s t ee l sheet i s an e xt e n s i v e l y u sed m a t e r i a l in the a ut o m o t i v e li g htw e i g ht p r ocess．I t s m ec h a n i ca l p r o p e r t i es such a s y i e l d s t r e n g th，t e n s il e s t r e n g th，e l a s t i c m o du l u s and e l o n ga t i o n rate were o bt a i n e d by LCJ-150 e l e c t r o n i c t e n s i o n t o r s i o n test m a-c h i n e．The V-type b e nd i n g test s of90° and 120°for DP600 h i g h-s t re n g th s t ee l sheets under the co nd i t i o n s of fr ee b e nd i ng and co rr ec t i o n b e nd i n g were done，and the i nf l u e n ce of r e l a t i v e b e nd i n g r a d i u s r /t on the s p r i n g b ac k a n g l eΔαwas a n a l y ze d．The r e l a t i o n shi p of b e nd i n g a n g l e and r e l a t i v e b e nd i n g r a d i u s was li n ea r l y fit by the l eas t-s qu a r es method，and the f o r mu l as of s p r i n g b ac k a n g l e at 90° and 120°b e n- d i n g for DP600 h i g h strength s t ee l sheet were o bt a i n e d by s ub s t i tut i n g the e l as t i c m o du l u s and y i e l d strength i nt o the f i tt i n g f o r mu l a，a nd i t can be u sed f or s t a mp i n g d i e d es i g n of h i g h strength s t ee l s h ee t．K e y wo r d s:DP600 h i g h strength s t ee l sheet;V-type b e nd i n g;s p r i n g b ac k a n g l e据统计，汽车质量每降低1% 则燃耗可降低0. 6%～1. 0% ，汽车轻量化对节能和环保意义重大，但是轻量化的同时不能忽视安全性［1］。
钢材生产扭曲变形机理研究
钢材生产扭曲变形机理研究钢材是一种非常广泛应用的材料，可以用于建筑、机器制造、交通运输、航空航天等多个领域，因此在工业中具有非常重要的地位。
然而，在钢材生产过程中，常常会出现扭曲变形的问题，这种问题一定程度上会影响钢材的性能和质量，因此有必要对其进行深入研究。
扭曲变形是指钢材在生产过程中，在某些区域发生的相对剪切变形，这种变形通常以上下方向为主，并且可能会伴随着膨胀、缩小、弯曲等变形。
扭曲变形的发生与很多因素有关，主要包括材料力学性能、材料成形性、成品尺寸、轧制辊型等，因此要想深入解决这个问题，就需要从多个方面进行研究。
首先，扭曲变形与材料力学性能有很大关系。
在钢材制造过程中，产生扭曲变形的主要是冷轧板材，此时板材的力学性能会受到影响。
实验研究表明，板材的加工硬化指数、材料屈服强度等因素都与扭曲变形有一定联系。
而加工硬化指数是指材料施加一定应力后，发生的塑性变形与应力变化的关系系数，其值越大表明材料塑性变形能力越差，自然发生扭曲变形的可能性也越大。
材料屈服强度是指材料在申斥过程中能够承受的最大应力，其值也会影响扭曲变形的发生。
其次，材料成形性对于扭曲变形也有很大的影响。
成形性是指材料在冷热加工过程中所具有的变形能力，同时还包括可焊性、可淬性、可续接性等指标。
由于成形性过差的材料在加工过程中容易出现瑕疵，并且对于扭曲变形的抵抗能力也非常差，因此通常不易生产出高质量的制品。
而成形性好的材料，往往可以在加工过程中形成均匀的力学状态，从而减少扭曲变形的可能性。
另外，板材的成品尺寸也是导致扭曲变形的重要因素之一。
成品尺寸主要包括长度、宽度、厚度三个方面，不同的尺寸参数对于扭曲变形的发生都会有不同的影响。
例如，较窄的板材对于压辊与拉辊之间的力分布更加均匀，所以会产生较小的扭曲变形。
研究发现，在钢材生产过程中，为了避免扭曲变形的持续发生，需要在成品尺寸的控制上进行严格的操作。
最后，轧制辊型也是导致钢材扭曲变形的关键因素之一。
浅谈汽车高强度板料成形研究与进展
浅 谈 汽 车 高 强 度 板 料 成 形 研 究 与 进 展
秦 国 华 （ 桂 林 电子科 技 大 学信息科 技 学院 广 西
桂林
５ ４ １ ０ ０ ４）
中图分 类 号 ： Ｇ６ ４
文献 标识 码 ： Ａ
文章 编 号 ： １ ６ ７ ３ — ５ ８ １ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ０ ９ ２ — ０ １
与 进展 。
关 键词 ： 汽 车 高 强度板 料 成 形 冲 压
目前 ． 汽 车 工业 界 对 于 汽 车轻 量 化 有 着 日益 紧迫 的 要 求 车 预 热 时 间 和冷 却 速 度 ： 另一方面， 通 过 热模 拟 试 验 ． 再 现 热 冲 物 身 轻 量 化 发 展 主 要有 两个 方 向 ： 一 是 优 化 汽 车框 架 和结 构 ： 二 是 理 过 程 ． 获 得 钢板 在 高 温 下 的 流 变行 为 在 车 身 制 造 上 采 用 高 强度 低 密 度 材 料 ．如 高 强 度 和 汽 车 高 强 度 第二 ． 采 用 数 值 模 拟 技 术 研 究 热 冲压 成 形 过 程 ． 分 析 各 参 数 板 料 在 目前 看 来 ． 汽 车 高 强 度 板 料 以其 轻 质 、 高 强 度 的特 点 在 对 部 件 性 能 的 影 响 规 律 借 助 数 值 模 拟 技 术 可 以对 热 冲压 变 形 汽 车 生 产 中 越 来 越 受关 注 ．并 已 成 为 满 足 汽 车 减 重 和 增 强 碰 撞 过 程 中的 温 度 场 进 行 模 拟 ．并 分 析 热 冲 压 过 程 参 数 对 于 热 冲压 强度 、 提 高 安 全 性 能 的重 要 途 径 但 是 ， 众所周知 ． 汽 车 高强 度 板 过 程 的 成形 力 、 板料 厚 度 等 的影 响规 律 料 在 室 温 下 变形 能 力 很 差 ． 因此 传 统 的冷 冲压 方 法 难 以 解决 汽 车 第三 ． 从 微 观 上研 究 热 冲 压 成形 过程 中材 料 组 织变 化 情 况 以 高 强 度 板 料 在 汽 车 车 身 制 造 中遇 到 的问 题 汽 车 高 强 度 板 料 的 期 预 测 热 冲压 部 件最 终 的强 度 性能 。通 过 研究 热 冲 压过 程 中 奥氏 热 冲压 成 形 技术 是 能 够 解 决 上述 问题 的一 种新 型 的成 形 技术 体 分 解和 组 织转 变 ． 预 测并 控制 产 品最 终 组织 分 布和 强 度性 能 近 年 来 ．世 界 各 国汽 车 业 投 入 大 量 的精 力 来 开展 汽 车 高 强 第 四． 汽 车 高 强 度板 料 热 冲 压 成形 试 验 研 究 试验 研 究 是 一
金属薄板弯曲性能与试验方法
◆ 弯曲性能 ( Bendability ) 弯曲成形时，金属薄板抵抗变形区外层
拉应力引起破裂的能力。
金属薄板弯曲性能试验方法
直接试验 又称工艺试验，分为实际成形试验和模拟成形
试验。
间接试验 指通过测定各种与成形性能相关的金属薄板性
能试验或金属学试验等。最常用的间接试验是单向 拉伸。金属学主要用来测定金属薄板的硬度、表面 粗糙度、结晶方位、晶粒度和化学成份及组织结构 等。
性能对相对弯曲半径（r/t）的影响。 • 碳钢板组：根据实验数据和结果分析影响弯曲件成形的工艺要素；
分析板厚和弯曲角度对相对弯曲半径（r/t）的影响，若采用本实 验使用的折弯机，当板厚3mm时，为何不推荐V=16mm的槽进行弯 曲？试分析原因。 • 完成思考题（1）。 • 写出实验体会（自选）。
上模装有精度补偿机构，以保证较高的折弯精度。
结构简述
机身 机身采用焊接结构制成。 滑块及下程调节 滑块由整块钢板制成，左右油缸安置在滑块两端的空腔内并与活塞连杆
连接在一起，油缸固定在机身上，通过液压驱动使活塞杆带动滑块运 动。为保证滑块在下死点的精度定位，在左右油缸内设有机械挡块机 构，通过机器右端手轮可调节挡块位置，并有计数器显示。 同步机构 滑块在运行中的同步，采用机械强迫同步机构，滑块两端有连杆与一扭 轴相连，又扭轴强迫同步，结构简单、稳定可靠，具有一定的同步精 度，并有偏心套用来调整滑块与工作台面间的平行度。
回弹的抑制
板料的纤维方向
• 冲压所用的板材多为冷轧板材，由于经过多次轧 制，板材具有方向性，平行于纤维方向(轧制方向) 的塑性指标大于垂直于纤维方向的指标。因此当 弯曲件的折弯线与板料纤维方向相垂直时，rmin/t 的数值最小；如果折弯线与板料纤维方向平行， rmin/t的数值最大。在弯制r/t较小的弯曲件时，板 料的排样应使折弯线尽可能垂直于板料的纤维方 向，当r/t较大时，折弯线的布置主要是考虑材料 利用率的大小。如果在同一零件上具有不同方向 的弯曲要求，那么在考虑弯曲件排样经济性的同 时，应尽可能使弯曲线与板料纤维方向的夹角不 小于30°。
汽车钢加工工艺、成形工艺研究及性能评价
二、超高强度钢的加工工艺
新材料特性必然产生新的加工工艺，新的加工工艺是新材料正确使用的根本保证。目前，汽车用超高强 度钢板生产有如下特殊加工工艺。 1、定制板材工艺
板材
2、冲压智能化技术
激光拼焊钢板
冲压板料毛坯
冲压成型
冲压件
监测特征物理量
识别性能参数
猜测最优化参数Leabharlann 自动选择最优参数后处理
样品
成型工艺
3、液压成型技术
板料零件的液压膨胀成型属于内高压液压成型。
板材毛坯 放上下模具中压边 液压预成型 边沿切割 焊接成型
4、激光成型和激光技术 用激光照射板料的表面某处，该处被瞬间加热至高温，同时，加热区的热膨胀使板料产生与激光源相反方 向的弯曲，冷却后成型，或者在激光加热时冲压成型。因此，激光成型技术适适用于受结构限制时工具无 法靠近、冲压力较小的情况下进行。
22MnB5 钢作为目前使用最广泛的热冲压高强度钢板(Advanced high-strength steel，AHSS) 中锰钢作为最新的第三代汽车钢，已经引起了越来越多研究学者的关注，其成形性和力学性 能的改善是当前汽车轻量化领域的前沿课题，但是目前对该钢种的研究主要集中在冷成形技 术方面，相关其温热成形方面的研究尚鲜见报道。 利用应力-应变关系曲线，对车用板材的力学性能进行评价，包括强度和塑性。本文将断 裂韧度作为性能指标参考之一，兼顾强度和塑性，提出了一种全新的中锰钢温热成形工艺， 分析了奥氏体化温度、保温时间、冲压温度等工艺参数对抗拉强度、塑性和断裂韧度(包括撕 裂强度和单位面积裂纹扩展能)等力学性能的影响，开展了工艺参数-微观结构-力学性能的多 维关系研究，应用正交试验及极差分析方法求得了最优的工艺参数组合，
，即最优的工艺参数组合为奥氏体化温度 810 ℃、保温 7 min、成形温度 550 ℃，其对应的中锰钢综合 性能(包括强度、塑性和韧性)最佳。 利用最优参数组合温成形中锰钢真实结构件，其微观结构具有细化的马氏体结构，板条平均长度尺 寸 2～3 μm；其性能达到：抗拉强度均在 1 400 MPa 以上，伸长率大于 11%，撕裂强度在 1 700 MPa 左 右，而单位面积裂纹扩展能在 950 N·mm−1以上，充分说明了中锰钢具有较高强度、塑性和断裂韧度的 综合性能。
钢板弯曲成形回弹计算新方法
功能介绍《钣金与制作》杂志就是中国锻压协会主办得目前国内唯一一本面向钣金制作、管型线材加工行业得综合性高端杂志、杂志为月刊,每月10日出版,每期发行量2万册。
钢板折弯成形就是当前板材加工过程中非常普遍得工艺,尤其就是近些年,钢板得压圆管工艺得到了飞速发展,已成为大型钢管生产得主要手段、钢管折弯与压圆工艺中最难解决得就就是回弹问题,这一问题解决不好会造成成形不准确、二次整形、生产效率低下,甚至造成模具因设计不当而报废等诸多方面问题。
基于以上问题,在实际工作中摸索研究,结合钢板弯曲变形时内部应力与应变得变化,推导出了钢板弯曲变形时得理论回弹公式,这一公式得应用对钢板得弯曲成形工艺有着非常积极得意义,在此与大家交流分享、回弹公式得计算分析影响钢板回弹得变形因素主要由３个,即钢板得壁厚、材质与弯曲半径、钢板越厚、材料越软(屈服强度低)、半径越小(曲率大)则回弹越小;反之就越大、下面将对这三个因素对回弹所起作用及彼此之间得相互作用情况进行推导,从而得出较为准确得回弹公式。
钢板在弯曲时,被弯曲部位随着弯矩得不断加大而发生弯曲变形,当弯曲达到屈服强度得临界点时,弯曲点得变形在外力撤出时全部回弹,通常把这一临界点得回弹称为钢板弯曲变形得回弹,可用公式(1)表示,如图1所示。
ε=σｓ／Ｅ (1)ε——弹性变形量;σs——屈服强度;Ｅ——弹性模量。
图１钢板得最大弹性变形实际弯曲时,当弯矩超过临界点继续加大,钢板以板厚得中性层为轴内表面发生压应力屈服,外表面发生拉应力屈服,使得变形不断增加。
为了便于计算,假定钢板在发生屈服变形时,板厚不发生变化,并假定钢板变形回弹后应力全部得到释放。
图２钢板得任一无穷小段S(弧度)其变形如图2所示,这就是取内、外侧得变形量为Δs。
ρ/ s =(ρ＋0、５t )／(s＋２Δs) =(ρ－0。
5t )／(s-２Δs) (2)变形后可转化成ρ=t s／4Δs (３)式中t——钢板厚度;ρ--钢板得中性层半径σｓ-—屈服强度Δｓ—-内、外侧得变形量;s-—弯曲弧度、引入类似得应力应变得概念,把s设为1,那么Δs=4ρ／t,就就是这一点得最大变形比率,超过了屈服强度得“应变”, 真正得应变就是屈服强度内得、定义Δs为变形率,则(3)式可写成ρ＝ｔ／4ΔsΔs就是由模具与机械作用下钢板得变形率,其中包含了屈服强度下得变形比率ε,即ε=σs /E、这一变形率在机械压力撤销后将获得全部回复,即回弹。
弯曲变形实验报告
弯曲变形实验报告
《弯曲变形实验报告》
实验目的：通过对不同材料进行弯曲变形实验，观察材料在受力下的变形情况，了解材料的弯曲性能。
实验材料：我们选择了钢材、铝材和塑料材料作为实验材料，这些材料在工程
领域中被广泛应用，对它们的弯曲性能进行研究具有重要意义。
实验方法：首先，我们准备了一台弯曲试验机，利用其施加不同大小的力来对
材料进行弯曲变形实验。
然后，我们将每种材料分别放入试验机中，施加不同
大小的力，记录下材料在不同受力情况下的变形情况。
实验结果：通过实验我们发现，钢材在受力下表现出较高的强度和硬度，变形
较小；铝材在受力下也表现出较好的弯曲性能，变形相对较小；而塑料材料在
受力下则表现出较大的变形，弯曲性能较差。
实验结论：通过弯曲变形实验，我们了解到不同材料在受力下的弯曲性能差异。
钢材和铝材具有较好的弯曲性能，适用于需要较高强度和硬度的工程领域；而
塑料材料在受力下容易发生较大的变形，适用于对弯曲性能要求较低的场合。
总结：弯曲变形实验为我们提供了重要的材料性能数据，有助于工程领域中材
料的选择和设计。
通过对不同材料的弯曲性能进行研究，可以更好地满足工程
实践中的需求，提高材料的利用效率和安全性。
先进高强度钢辊弯成型有限元仿真研究
先进高强度钢辊弯成型有限元仿真研究摘要：本文通过有限元仿真方法，研究了先进高强度钢辊弯成型的工艺性能。
利用ABAQUS软件建立了辊弯成型的有限元模型，并通过调整辊弯成型过程中的力和速度参数，分析了辊弯成型过程中的应力分布、变形特征和成型质量。
研究结果表明，通过合理的辊弯成型参数可以获得较好的成型效果，提高先进高强度钢辊弯成型的质量和效率。
关键词：先进高强度钢；辊弯成型；有限元仿真；工艺性能1. 引言先进高强度钢材具有良好的力学性能和耐腐蚀性能，广泛应用于航空航天、汽车制造和建筑等领域。
辊弯成型作为一种常用的金属成形工艺，可以有效地将钢材弯曲成所需的形状。
为了提高辊弯成型的质量和效率，有限元仿真方法成为研究的重要手段。
2. 方法本研究选择了一种先进高强度钢材作为研究对象，利用ABAQUS软件建立了辊弯成型的有限元模型。
在模型中，考虑了材料的非线性特性和辊弯成型过程中的摩擦力。
通过调整辊弯成型过程中的力和速度参数，进行了多次有限元仿真计算。
3. 结果与讨论通过有限元仿真，得到了辊弯成型过程中的应力分布、变形特征和成型质量。
研究结果表明，合理的辊弯成型参数可以使得钢材在成型过程中受力均匀，避免出现应力集中和变形不均匀的问题。
同时，适当调整成型速度可以减小辊弯成型过程中的应力和变形，提高成型质量。
4. 结论通过有限元仿真研究，本文分析了先进高强度钢辊弯成型的工艺性能。
研究结果表明，通过合理的辊弯成型参数可以获得较好的成型效果，提高先进高强度钢辊弯成型的质量和效率。
本研究为进一步优化先进高强度钢辊弯成型工艺提供了一定的理论依据和技术支持。
5. 。
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减振钢板的弯曲成形性研究
减攘钢板的
弯曲成形牲研究
北京科技大学王波康永林
宝钢集团公司钢研所吴洪军,/,
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U#/lqi
【AbstractJApplicationofshockabsorbingstedsheetisa口eanBforredezi~gautomobilenoise.Experimentinvestigation workismade抽bertdingpropertydtheshockabsorbingsteelsheetbvmeansofthebentsamplepr oducedwithadesignedV—
shapebendi~dieandMTSSIOmaterialtestingmachine.Thefeaturethatshocka bsorbingsteelsheetappearslike’’8,ellgull’.is explainedandtheoreticalanaXy~sisalsocarriedo11tforthesteelsheet.
【摘要】减振钢板的应用是降低汽车噪声的一种手段.刺用所设计的V 形弯曲模具和~TSSIO材料试验机弯曲
试样,对减振钢板的弯曲性能进行了试验研究.阐明了减振钢板弯曲肘
试样呈”鸱翼”状这一特点,对减振钢板V形
弯曲的理论进行了分析.
1前言
减振钢板由两层钢板中间夹一层树脂组成.表
层钢板与中间树脂之间存在力学性能上的差异,使它们的变形不协调,产生错动量.由田征史…研究的减振钢板弯曲变形结果显示,两层钢板间的最大错动量随着表层钢板厚度的增加而增大,也随着弯曲半径的减小而增大;减振钢板作V形弯曲加工时会产生鸥翼”状的折曲现象,这是由于弯曲加工时产生了树脂的剪切变形并且这种剪切变形在端部内部被消腺而产生的.同时他认为采用异材质,差厚贴合的减振钢板可以消除上述缺陷.柚鸟也提出
一
系列方法来消除上述缺陷,如增大工具支点间距离,分离凹模法,背压弯曲法等.
本文利用所设计的弯曲试验模具对宝钢生产
的减振钢板弯曲特性进行了试验研究和分析.
2试验过程
2.1试验装置
为研究减振钢板的弯曲性能,自行设计了v形1999年第1l期
弯曲模具,构造如图1所示.该模具包括一个砷.的
凹摸,4个冲头,挡板和夹头.4个冲头的圆弧半径
R分别为1.5mm,3mm,5mill和8illm.夹头是根据MTs8lO材料试验机上卡头设计的,可与MTS810材料试验机配合使用.在试验过程中,通过选用不同
的冲头来达到不同圆弧半径的要求;通过控制压下量来实现不同的弯曲角度.
央头
冲叉
凹模
夹头
图1V形弯曲模具构造圈
2.2试样制备.
将钢板加工成150mm×50mm的方形(端面平
整光措),利用激光在端面刻线,如图2所示.
31～
材料?工艺?设备
减振钢板作v形弯曲成形时,本来应该是很直
的端部呈现出”鸥翼”状的折曲现象(如图l0所示).这就意味着树脂的剪切变形使内外表层钢板在长度方向存在线长差,这种线长差由于在内部被消除,导致了端部向相反方向弯曲,折曲角度随弯曲角度,弯曲半径的减小而增大.
图10藏振钢板v形弯曲时的折曲现象
4分析与讨论
通过分析减振钢板特有的变形特征,受力特
点,推出相应的力学解析式如下,建立坐标系如图11所示.
图11藏振钢板弯曲后几何形状坐标系及应变图图11中,,为沿着中间层和垂直中间层建立
的坐标;t为表层钢板厚度;P为中间层韵曲率半径;e,为中问层和外表层的应变.
e
寺一e言..()
2e=_d8
dX(0≤e≤寺)(2)ZD
式中,为弯曲外侧表面应变;n为弯曲内佣表面
应变.
各层应力应变关系为:
=
(J自J)(晶)=1,2(3)
=?()-”
3
式中,为某一层应力;为平均应力;自为某一
层应变;为应变硬化指数;A为系数.
树脂剪切应变为:
1999年第1l期
=rgI1(6)(c一定)(4)
式中,为剪切应变;为极限剪切应变;6为错动
量.
钢板单元受力图如图l2所示.
图12藏振钢板弯曲后表层钢板弯曲单元受力分析圈图l2中,|vL,肛为表层钢板横向力;为树脂
的剪切应变;M为弯曲力矩;Q为剪切力.
建立平衡方程如下.
掣+Q=o(5)dX
警+(|Ⅳ】+)掣=0dX(6)4
一业--T=02dx(7)山
一
…o(8)山地
由以上各式可得:
_=lf=高可[(+1)+2)]
NI-N2=(一)(10)
上式中=一e+上
P
图l3表示减振钢板(长2)经v型弯曲后的状态.因此得:
Ⅳ.一N2=2rc一L)(11)
厶=D(≤)
a.弯曲区【O≤≤P=R(一定)】
经推导得:
占=2rc一)2/+口一)(12)
=l一N,2fc
n.=(No一)/B(13)
Ⅳo=一Z4f(∥2)
B=IV o(ZR/t)(系数)
式中,脶为|ⅣI—M在X=0处的绝对值;批为.Iv】一在X=正处的绝对值.
b.平坦区(≤≤c,l/p=0)
6=C[(一)一(2一‰){]+
—
_3卜
材料-工艺?设备
c:c…
上式中的值由式(1—13)中=时6值确
定.
c.自由区(c≤≤f,M=0)
6=lec[x+(15)
上式中的值由式(14)中=时的6值确
定.
图13减振钢板在冲头和凹模作用下V形弯曲示意图图l3中,为上,下层钢板开始错动的位置;
为弯曲区结束的位置;c为平坦区结束的位置;
b为平坦区的长度;Z为弯曲钢板长度的一半.
根据以上理论分析,利用推导出的公式计算减
振钢板的弯曲错动量,并将此计算值与试验值绘制
在图上,如图14,图l5所示.
图I4减振钢板弯曲60埘层间错动量的试验值与计算值的比较{R=3ram)(试验板A)
从图l4和图l5可以看出,无论是60.还是
9oo,计算值均低于试验值,尤其是在错动量的最大
值和自由区的最小值处体现最为明显.分析造成这
一
现象的原因,主要有以下几点.
a.在减振钢板弯曲分析时没有考虑摩擦因
素的影响,这与实际冲压时的情况不符;
b.理论分析时将模型简化,必然要引入一
些假设,而这些假设与实际情况不可能完全吻合
图I5减振钢板弯曲90咐层问错动量的试验值与计算值的比较(R=5mr/3.)(试验板A)
c.利用理论分析得到的公式进行计算时,要
用到一些减振钢板的性能指标,如屈服强度,应
变硬化指数n等,而这些性能指标本身就存在误
差,不可能与减振钢板的真实值一致;
d.在进行弯曲试验时存在误差,即试验测
得的减振钢板的错动量亦存在误差.
5结束语
采用自行设计的V型弯曲模具对减振钢板弯
曲特性进行了试验研究,证明了由田征史的观点.
同时进行了减振钢板v形弯曲的理论分析,通过对
比发现理论计算值与试验值存在一定偏差.经分析
得出:摩擦是影响减振钢板弯曲时错动量的重要因
素之一,改善润滑条件,可减小减振钢板弯曲后错
动量的大小.
参考文献
1由田征史
I985
2柚鸟善之
制振钢板加工性.塑性匕加工
树脂复合钢板成形性.技术,1989 (责任编辑李想)
原稿收到日期为1999年3月2日. i
汽车技术。