根據(jù)彈塑性彎曲理論,利用曲率積分理論進(jìn)行壓下量的計(jì)算。建立雙金屬復(fù)合板在矯直過程中的三維動(dòng)態(tài)有限元模型,通過仿真分析復(fù)合板在矯直過程中不同壓下規(guī)程下縱向位移的變化規(guī)律以及對(duì)殘余應(yīng)力的影響。研究表明,矯直過程中,初始道次消除部分初始浪形,適當(dāng)增大后續(xù)道次的反彎會(huì)很大程度上減小矯直后板材的凸度,板材殘余應(yīng)力較小且分布較均勻,矯直后復(fù)合板材的平直度符合國家標(biāo)準(zhǔn)。 

【文章來源】：鋼鐵研究學(xué)報(bào). 2017,29(12)北大核心

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【部分圖文】：

圖１曲率積分法模型Ｆｉｇ．１Ｍｏｄｅｌｏｆｃｕｒｖａｔｕｒｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ

－θｉｘ（８）式（７）和式（８）即為以曲率積分法建立的數(shù)學(xué)基本模型。１．２復(fù)合板和矯直輥接觸解析矯直雙金屬復(fù)合板的過程較為復(fù)雜，為了方便矯直計(jì)算，傳統(tǒng)矯直簡(jiǎn)化了板材與矯直輥的接觸位置在矯直輥的頂點(diǎn)上［１３］。事實(shí)上，隨著原始曲率、屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度以及矯直輥壓下量等因素的不同，板材與矯直輥的接觸點(diǎn)位置也會(huì)隨之變化［１４］。復(fù)合板材與矯直輥的接觸是不在垂直方向上的，因此有必要對(duì)復(fù)合板與矯直輥的接觸點(diǎn)進(jìn)行求解。復(fù)合板材與矯直輥的接觸［１５］如圖２所示。圖２矯直過程中矯直輥與復(fù)合板的幾何關(guān)系Ｆｉｇ．２Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｓｔｒａｉｇｈｔｅｎｉｎｇｒｏｌｌｅｒａｎｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｌａｔｅｄｕｒｉｎｇｓｔｒａｉｇｈｔｅｎｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ通過曲率積分法建立的數(shù)值模型以及復(fù)合板與矯直輥的接觸解析計(jì)算。收斂條件ｄｙｉ／ｄｘｉ＝ｔａｎθｉ，即在接觸點(diǎn)處，復(fù)合板的斜率等于接觸點(diǎn)的斜率。壓下量可以使用以下方程表示：θｘ＝θｉ＋∫ｘ０κｉ（ｘ）ｄｘ（９）δｉ（ｘ）＝∫ｘ０θｘｄｘ＝θｉｘ＋∫ｘ０∫ｘ０κｉ（ｘ）ｄｘ·ｄｘ（１０）式中：θｉ為矯直輥垂線與矯直輥接觸點(diǎn)（ｘｉ，ｙｉ）間的傾角；δｉ為第ｉ輥的壓下量。２數(shù)值模擬２．１復(fù)合板矯直過程的模擬利用ＡＢＡＱＵＳ／ＣＡＥ建立室溫下雙金屬復(fù)合板矯直過程的有限元模型如圖３所示。選擇雙金屬·１００７·

鋼鐵研究學(xué)報(bào)第２９卷復(fù)合板基層材料為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Ｑ２３５，覆層材料為３０４不銹鋼，不銹鋼層與普碳鋼層厚度比例為１∶３。為了使有限元分析結(jié)果準(zhǔn)確并縮短其計(jì)算時(shí)間，將取復(fù)合板的長度為４００ｍｍ，寬度為１２０ｍｍ，厚度為６ｍｍ，其中覆層材料厚度為１．５ｍｍ，基層材料厚度為４．５ｍｍ。矯直溫度取常溫狀態(tài)，材料模型取各向同性彈塑性材料，復(fù)合板的基本參數(shù)見表１。圖３復(fù)合板矯直模型Ｆｉｇ．３Ｓｔｒａｉｇｈｔｅｎｉｎｇｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｌａｔｅ表１復(fù)合板材料基本參數(shù)Ｔａｂｌｅ１Ｂａｓｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｌａｔｅｓ材料屈服強(qiáng)度／ＭＰａ彈性模量／ＧＰａ密度／（ｋｇ·ｍ－３）３０４３０４２００７９３０Ｑ２３５２５０２１５７８００考慮到１１輥矯直機(jī)的矯直輥受到支撐輥?zhàn)饔茫夷Ｐ椭饕治鰪?fù)合板的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，因此在建模時(shí)把矯直輥設(shè)置為解析剛體，在實(shí)際矯直過程中矯直輥繞其中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在１１個(gè)矯直輥上施加全方向上的位移約束和ｘ、ｙ軸方向上的旋轉(zhuǎn)約束，為了防止復(fù)合板矯直過程中出現(xiàn)左右滑動(dòng)，對(duì)板材的側(cè)面施加ｚ向的零位移約束。解析剛體不需進(jìn)行劃分網(wǎng)格，可以很大程度地減少計(jì)算。將復(fù)合板劃分為八結(jié)點(diǎn)線性減縮積分六面體單元（Ｃ３Ｄ８Ｒ單元）。復(fù)合板的單元網(wǎng)格劃分如圖４所示。板材覆層和基層的材料屬性是各向同性的。參照實(shí)際生產(chǎn)的矯直過程工況以及現(xiàn)有矯直過程有限元模擬的有關(guān)研究，復(fù)合板與矯直輥之間的表面接觸為面與面接觸，其靜摩擦因數(shù)為０．３５。圖４矯直復(fù)合板的單元網(wǎng)格劃分Ｆｉｇ

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3066849