冷弯中梁成型过程数值模拟研究.pdf

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1、·32·重型机械2010No．5冷弯中梁成型过程数值模拟研究高洪军，高文辉，刘津伟(1．鞍钢股份有限公司工程事业部，辽宁鞍山114021：2．中国重型机械研究院有限公司，陕西西安710032)摘要：对大型外卷边槽钢产品冷弯中梁的辊弯成型过程进行了三维弹塑性有限元模拟，详细的分析了成型过程当中的变形情况、应力分布情况、应变分布情况，并与现场情况进行了比较，趋势吻合较好，验证了模型的准确性，为成型相关产品的过程提供了理论基础。关键词：冷弯中梁；辊弯成型；有限元模拟中图分类号：TG334．13文献标识码：A文章编号：1001—196X(2010)05—0032—

2、03Studyofnumericalsimulationincold-rolledformingofcentersillsGAOHong-jun，GAOWen．hui，LIUJin．wei(1．DivisionofEngineeringBusiness，AngangSteelCo．，Ltd．，An’shan114021，China；2．ChinaNationalHeavyMachineryResearchInstituteCo．，Ltd．，Xi’all710032，China)Abstract：Three—dimensionalelastoplasticf

3、initeelementmethodisadoptedtosimulatetheroiledformingprocessforcold—rolledcentersillsoflarge-scalechannelsectionproductswithouteredge．Thedeformation，stressdistributionandstraindistributioninformingprocesswereanalyzedindetailandcomparedwithsitecon．ditionsandtheyagreewellwitheachoth

4、erandverifiedtheaccuracyofmodelwhichprovidestheoreticalfounda—tionfortheformingprocessofrelevantproducts．Keywords：Cold·rolledcentersills；rolledforming；finiteelementsimulation性，Zeng，J等应用三维显式有限元ANSYS／1前言LS—DYNA模拟了板坯轧制过程，分析了各工艺不同规格的冷弯中梁产品可以广泛的应用于参数对成型过程的影响。铁路车辆、汽车、建筑等承重结构¨J。冷弯中本文通过显式

5、有限元理论对12辊成型过程梁为辊弯成型，辊弯成型过程属于大变形，变形进行数值模拟，直观的分析轧件在辊缝中的变过程非常复杂。形、受力情况，有助于了解和掌握冷弯成型过程由于难以通过试验得到较好地成型工艺，目的变形规律，对指导实际生产起到积极作用。前常采用有限元模拟冷弯成型，如法国的M．2计算模型的建立Brunent等人利用弹塑性有限元法分析了板料冷弯中梁产品规格为600nlln×312mln×的辊弯成型过程，德国dataM公司的工程人12ITIIB，采用连续辊弯成型，产品断面如图1所示。员也对辊弯成型的有限元数值模拟进行了研究，在成型过程中，弹l生变形和塑性变

6、形同时存在。并在其辊弯成型设计软件COPRA中增加有限元为了不拉长带坯，在冷弯中梁成型过程中每仿真模块COPRA．FEA．RF，具有一定的通用道次或每对成型辊仅对变形材料施加有限的弯曲变形。根据冷弯中梁材料的性能和型材形状的复收稿日期：2010—05—16；修订日期：2010—07—20作者简介：高洪军(1964一)，男，鞍钢股份有限公司工程师杂程度以及机组的实际情况，确定冷弯中梁的成主要从事鞍钢技改工程项目实施管理。型道次为：9架平辊，2架立辊，3架万能机架2010No．5重型机械·33·辊，2架校直辊。平辊是主动辊；立辊是被动辊，不参与变形。图2网格划

7、分不意图210GPa，强化系数取620MPa，。为0．002143，硬化指数凡取0．1156。创建对应板坯的截面(see—图lIfWw型冷弯中梁tion)，设置厚度为12lnln，simpson积分方式，在厚度方向设置5个积分点，可以获得每个积分点分根据场地情况机架间距统一为1200mm。层面上的力能参数。为了更真实的反应实际的轧制为了使轧制过程不出现堆钢现象，选择线速度递过程，本文对模拟过程设定了一系列的边界条件。增方式，第一机架为导入辊，没有孔型，在模拟对于每个辊子，限定只允许轴向转动，板坯为壳结中可以忽略这个辊的作用，因此取第二机架为轧构，限制对称边

8、上的Y向位移(带宽方向)、向制中的第一个机架，其轧制速度为200m