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应用数学和力学第卷第期年月
, 23 3 (2002 3 ) 应用数学和力学编委会编
Applied Mathematics and Mechanics 重庆出版社出版
文章编号:1000-0887(2002) 03-0292-07
外卷边槽钢辊弯成型过程数值模拟
韩志武 1 , 刘才 2 , 陆卫平 3
(1 吉林大学生物与农业工程学院,长春 130025 ; 2 燕山大学轨机研究所,秦皇岛 066004 ;
3 长春冷弯型钢总厂,长春 130042)
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(薛大为推荐)
摘要: 拓展了结构分析有限条法,基于固体力学有限形变理论的更新拉格朗日法(U. L. 法) ,建立
了弹塑性大变形样条有限条法,并将其用于模拟外卷边槽钢辊弯成型过程,分析了带材的变形特
点,获得了变形带材的三维位移场、应变场和应力场· 算例表明,变形带材的角部出现横向压应变
峰值,外卷边轧辊前部位出现纵向拉应变峰值· 另外,带材的横向变形是主要的,纵向变形较小·
关键词: 辊弯成型; 外卷边槽钢; 有限条法; 数值模拟
中图分类号: TG335 13 文献标识码: A
引言
辊弯成型是重要的金属产品加工方法之一· 许多研究人员曾采用不同的分析方法研究辊
弯成型过程· T. R. Walker 和 . Pick[1 ]进行了 ERW 焊管坯几何形状模拟研究,并且提出一种
实验方法,检验用于模拟成型过程应变历史的管坯轮廓几何形状预测的准确性· R. S.
Senanayake[2 ]通过计算和实验技术研究辊弯成型,并且使用计算机可视化技术计算塑性应变·
. Panton[3 ] 讨论了辊弯成型过程中的应变变化,尤其是纵向和剪切应变的关系· G. Ne
fussi[4 ]采用一种简化方法模拟弹塑性材料辊弯成型过程,此方法在工作站上得以实现· M.
[5 ]采用二维和三维联合有限元法模拟槽钢辊弯成型过程· F. Heislitz[6 ]总结了使用商业
化有限元软件模拟辊弯成型的结果,同时采用三维有限元软件 PAM-STAMP 实现了模拟过程·
由模拟方法获得的带材变形几何形状和应变分布与早先完成的实验结果进行了对比· N.
Duggal[7 ]讨论了一种辊弯成型计算机模拟程序,模拟结果与文献中的结果进行了对比·
上述研究仅限于分析简单断面槽钢和焊管,本文基于固体力学有限形变理论中 U. L. 法,
建立了辊弯成型过程弹塑性大变形样条有限条分析模型,将其引入金属成型领域,用于分析复
杂的外卷边槽钢成型过程,获得了变形带材的位移、应变和应力信息·
1 基本理论与模拟技术
1 1 样条有限条分析模型的建立
收稿日期: 2000-05-26 ; 修订日期: 2001-12-25
作者简介: 韩志武(1969 —) ,男,吉林集安人,副教授,博士,主要研究领域:金属成型数值模拟,机械
CAD ,人工智能,地面机械仿生技术与理论等,发表论文 10 余篇.
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