數控卷板機卷圓過(guò)程

數控卷板機對板材滾圓過(guò)程進(jìn)行模擬, 得到其彎曲變形過(guò)程中的應力分布情況。數控卷板機板材滾圓后的等效應力等值線(xiàn)圖。在整個(gè)滾圓過(guò)程中, 板材的等效應力極大值始終出現在上托輥與板材接觸處, 即成形區。隨著(zhù)板材成形過(guò)程的進(jìn)行, 等效應力極大值分布的區域逐漸發(fā)生變化, 向板材運動(dòng)的后方轉移。在1. 25 s時(shí), 板材在與兩下輥的接觸處也出現了應力極大值, 原因主要在于接觸處是板材彎曲部分和平直部分的過(guò)渡處, 板材前進(jìn)需要較大的力矩來(lái)驅動(dòng)。而隨后的幾個(gè)過(guò)程都是在平直階段進(jìn)行滾圓的, 不會(huì )產(chǎn)生上述的情況。在漸進(jìn)成形過(guò)程中, 等效應力極大值呈逐漸增大趨勢, 使板材產(chǎn)生變形的主要是拉應力。隨著(zhù)成形過(guò)程的進(jìn)行, 拉應力極大值逐漸增大, 故使得等效應力極大值也逐漸增大。

          板材在卸載階段和 2. 0 s時(shí)的受力變化情況有些類(lèi)似。板材在加載階段時(shí), 中性層以?xún)鹊牟牧鲜艿綁嚎s, 中性層以外的材料受到拉伸。在卸載階段恰好相反, 板材中性層以?xún)鹊牟牧鲜艿嚼? 中性層以外的材料受到壓縮, 板材最外層的應力變?yōu)榱?。但是這時(shí)候板材內部的應力仍然沒(méi)有平衡, 板材中的彈性變形引起的應力和在加載階段塑性變形引起的彈性應力仍然大于在變形過(guò)程中發(fā)生塑性變形部分材料引起的彈性應力, 因此板材中性層以?xún)鹊牟牧蠈?huì )變?yōu)槭芾?。

     數控卷板機動(dòng)態(tài)卷制金屬板材的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行了模擬。選擇適當的材料模型, 探討板材成形過(guò)程中的載荷邊界條件及約束、接觸與摩擦條件, 數控卷板機建立了適合于板材成形過(guò)程分析的有限元模型并對其進(jìn)行了有限元分析, 得到了不同時(shí)刻數控卷板機和板材的形狀與應力變化情況, 這對數控卷板機的優(yōu)化設計和板材最終卷制成形的半徑以及回彈研究有重要的指導意義。

         數控卷板機主要是將規則或不規則的金屬板材卷制成圓柱或圓錐等所需的形狀。隨著(zhù)石油化工、航空航天、船舶等行業(yè)的迅速發(fā)展, 數控卷板機的使用范圍越來(lái)越廣。目前國內的數控卷板機存在各種各樣的問(wèn)題, 例如, 外形過(guò)大, 提供轉距的電機功率過(guò)高, 卷板效率不高, 卷板的精度不能滿(mǎn)足客戶(hù)的需求, 不能實(shí)現自動(dòng)控制等。 針對現有數控卷板機存在的各種問(wèn)題, 采用 ANSYS有限元分析軟件對數控卷板機托輥和板材建立了簡(jiǎn)化模型, 并對整個(gè)卷板過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬分析, 得出了不同過(guò)程不同時(shí)間段上下托輥和板材的受力大小與變形情況等重要數據。這對改進(jìn)現有類(lèi)型的數控卷板機提供了參考依據。