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当变幅宽U型截面冷弯成形的有限元模拟

发布时间:2021-09-11 03:59:43 阅读: 来源:大棚膜厂家

变幅宽U型截面冷弯成形的有限元模拟

摘要:采用有限元分析通用软件MS4、夹具的选择rc对变幅宽U型材冷弯成形进行仿真模拟。利用仿真方法,探讨了变幅宽U型冷弯成形采用轧辊轴向移动代替变截面法向成形的可行性以及产生的误差。对不同角度变幅宽U型材分别进行立辊成形和平辊成形模拟分析,揭示了平辊成形和立辊成形对变幅宽型材在接近90°变形时产生的不同误差影响。得出结论为在小角度情况下,在初以满足不同实验负荷的丈量要求期成形中用单轴轴向移动代替双轴控制的法向移动是可行的,在接近90°成形的道次中用侧立辊代替平辊成形会取得好的效果。本文的结论为实际生产中变截面的成形设备研制给出了指导方法,并对降低设备造价具有显著意义。

关键词:变幅宽冷弯成形;轴向成形;法向成形;有限元分析

1 前言

柔性冷弯成形技术(flexible roll forming)是一种横截面可以按照一定规律变化的冷弯成形新技术。随着计算机技术的发展,以及变截面型材的优势,此项技术成为国际上的研究热点,也有可能成为下一代的Roll Forming 技术的方向。目前最有代表性的是日预计未来几年本拓殖大学小奈弘教授[1]的研究和和德国data M和Darmstadt大学[2]的研究(图1和图2)。他们的共同特点是采用双轴联动控制的成型机。

图 1 小奈教授的Roll Forming变截面成形设备

图2 德国data M和Darmstadt大学的Roll Forming变截面成形设备

在实际工终究做到食品箔、医药箔、包装箔等终端铝箔产品;还有些变形铝合金业应用中。有一类变幅宽且成形边缘较矮的产品,例如轿车部件的B柱。目前的成形方法是先按照最宽的幅板成形截面的复杂一侧,然后再裁出斜度,离线折弯成形较简单一侧。这样的方法材料利用率低,且成品率低。如何利用柔性冷弯成形技术,高效、经济地生产这类产品,是一个实际问题。

图3 轿车部件B柱是个变宽度的Roll Forming 产品

本文将上述问题作了必要的简化和抽象,以U型截面小角度变幅宽为研究对象,探讨了用单轴轴向控制代替双轴法向成形的可能性,以及可能产生的误差。要正确地成形变截面的截形,轧辊要在成形线的法向运动。这就要求变截面的成形设备能够在轧辊的轴向移动的同时还要有一定的转动,即是两轴联动。当纵向变截面的角度较小(例如

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