基于ABAQUS平臺,針對3J21彈簧鋼帶材雙輥柔性滾彎成形的特點,進行了合理簡化和假設,建立了有限元模型,實現(xiàn)了對雙輥柔性滾彎成形過程的模擬。對建模過程中幾何模型與材料模型的建立、約束與接觸的定義、邊界條件與分析步的設定等關鍵過程進行了詳細介紹,并利用能量平衡方法驗證了模擬過程為準靜態(tài)模擬。在此基礎上,設計了一部小型雙輥滾彎機,對0.15 mm厚的3J21彈簧鋼帶材開展了滾彎成形實驗。結果表明:在不同壓下量時,實驗與模擬結果的相對誤差在10%以內,說明所建立的有限元模型能夠準確計算帶材在滾彎和回彈后的成形。

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【部分圖文】：

圖1雙輥柔性滾彎過程示意圖

所謂柔性，是指使用了包覆聚氨酯的柔性輥，配合直徑較小的剛性輥實現(xiàn)滾彎，可以克服傳統(tǒng)三輥和四輥滾彎工藝中的“直邊”效應;在接觸中引入彈性體，也有效改善了成形后工件的表面質量。國外對此技術的研究較早，并對相關技術嚴格保密。南京航空航天大學從20世紀90年代末開始對雙輥柔性滾彎技術進行....

圖2雙輥柔性滾彎成形原理示意圖

雙輥柔性滾彎的成形原理如圖2所示，上輥為剛性輥，下輥為包覆著聚氨酯的柔性輥，兩輥輥軸平行。將剛性輥以一定下壓量壓入柔性輥，使聚氨酯層產(chǎn)生彈性變形。柔性輥主動轉動，由于摩擦力的作用，剛性輥隨主動輥轉動，兩輥之間形成穩(wěn)定的接觸面。將帶材送入上下輥之間，帶材上下表面與兩輥分別產(chǎn)生摩擦力....

圖3幾何模型示意圖

剛性輥定義為剛體，直徑為Φ10mm，長度為40mm。彈性輥直徑為Φ110mm，其中聚氨酯層厚度為20mm，長度為30mm。彈性輥比剛性輥略短，這是為了避免彈性輥邊緣的聚氨酯在壓力作用下產(chǎn)生由于軸向變形引起邊緣的畸形單元。待加工的帶材是矩形薄板，尺寸為40mm×15m....

圖43J21帶材應力-應變曲線

帶鋼材料為3J21，厚度0.15mm。用材料拉伸試驗機對其進行測試，得到材料應力-應變數(shù)據(jù)如圖4所示。帶鋼密度為8.4g·cm-3，彈性模量為205GPa，泊松比為0.3。2.4網(wǎng)格劃分

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