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V形辊辊式矫直过程分析及压下量设计

郭一行 孙东明 王斌

郭一行,孙东明,王斌. V形辊辊式矫直过程分析及压下量设计[J]. 机械科学与技术,2021,40(4):627-632 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200079
引用本文: 郭一行,孙东明,王斌. V形辊辊式矫直过程分析及压下量设计[J]. 机械科学与技术,2021,40(4):627-632 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200079
GUO Yihang, SUN Dongming, WANG Bin. Analysis and Bending Amount Design of V-shaped Roller Straightening Process[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2021, 40(4): 627-632. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200079
Citation: GUO Yihang, SUN Dongming, WANG Bin. Analysis and Bending Amount Design of V-shaped Roller Straightening Process[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2021, 40(4): 627-632. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200079

V形辊辊式矫直过程分析及压下量设计

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200079
详细信息
    作者简介:

    郭一行(1994−),硕士研究生,研究方向为机电产品的研发与设计,gyhlsy2017@126.com

    通讯作者:

    孙东明,教授,硕士生导师,kmustsdm@126.com

  • 中图分类号: TG333.2

Analysis and Bending Amount Design of V-shaped Roller Straightening Process

  • 摘要: 基于弹塑性变形理论,利用ANSYS LS-DYNA建立了V形辊的七辊矫直机的三维有限元模型,对V形辊辊式矫直过程进行分析。进行了下压量的参数设计,并分析了不同下压量下,菱形型材在矫直过程中的变形及矫直后的残余应力分布规律。结果表明:菱形型材被矫直后残余应力主要分布在边界处,随着下压量的增大最大残余应力先减小后增大。通过有限元仿真确定了截面尺寸为22 mm×22 mm菱形型材的最佳下压量。结果表明:该下压量下,被矫直件矫直后的平直度满足精度要求,且仿真结果与实验结果相一致,验证了理论模型的正确性。
  • 图  1  V形辊辊式矫直机辊系截面

    图  2  V形辊七辊辊式矫直有限元模型

    图  3  划分后网格

    图  4  矫直过程应力分布

    图  5  不同方向应力变化

    图  6  不同原始弯曲矫直模型

    图  7  不同压下量矫直后残余应力分布

    图  8  矫直前后被矫直件平直度

    表  1  上辊的压下量

    辊号246
    压下量/mm 1.76 1.52 0.91
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    表  2  不同原始弯曲下的残余应力

    原始弯曲类型${\sigma _{{x}}}$/ MPa${\sigma _{{y}}}$/ MPa${\sigma _{{{\textit{z}}}}}$/ MPaMise应力/MPa
    无弯曲 最大值 25.44 13.34 10.81 39.67
    最小值 −20.64 −14.24 11.88 0.13
    小弯曲 最大值 148.2 82.19 51.05 166.6
    最小值 −141.7 71.72 60.03 0.53
    大弯曲 最大值 235.1 50.03 47.59 241.1
    最小值 −231.8 −51.16 −49.63 0.85
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    表  3  不同方案下各辊压下量

    组序(方案)2号辊4号辊6号辊
    1(小下压量值)1.681.330.42
    2(理论计算值)1.761.520.91
    3(多组仿真结果)2.762.321.64
    4(大压下量值)3.262.831.87
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    表  4  不同压下量矫直后的平直度

    组序压下量/mm原始平直度/
    (mm∙m−1)
    矫直后平直度/
    (mm∙m−1)
    2号辊4号辊6号辊
    11.681.330.42808.3
    21.761.520.91809.1
    32.762.321.64804.4
    43.262.831.87805.8
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-11-28
  • 网络出版日期:  2021-04-16
  • 刊出日期:  2021-04-16

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