金属板高速剪切断裂数值模拟的研究.pdf

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1、·48·重型机械20l5N0．4金属板高速剪切断裂数值模拟的研究聂静良，李玉贵，徐玉蕊(太原科技大学重型机械教育部工程研究中心，山西太原030024)摘要：针对目前国内常用金属板在剪切过程中剪切效率低、剪切断面质量差及高能耗等问题，提出了一种带有上剪刃几何参数的高速滚切剪剪切方法。重点分析了该种剪切方法对等效剪切应力分布、剪切断面质量和剪切力的影响，并利用DEFORM一3D有限元软件对金属板高速剪切的断裂过程进行了数值模拟研究。模拟结果表明，优化后的高速剪切可以使等效剪切应力比较均匀地分布于剪切区域，并获得了

2、良好的钢板剪切断面质量；与普通滚切剪进行对比，其最大剪切力在切人阶段和滚切阶段均有一定程度的减小，实现了节能剪切的目的。关键词：上剪刃几何参数；高速滚切剪剪切方法；等效应力分布；剪切断面质量；剪切力中图分类号：TG333文献标识码：A文章编号：1001—196X(2015)04—0048—05Numericalsimulatedresearchonfractureofmetalplatehigh—speedshearingNIEJing—liang，LIYu-gui，XuYu—rui(TaiyuanUnive

3、rsityofScienceandTechnology，Taiyuan030024，China)Abstract：Aimingatthepresentproblemssuchasloweficiencyshear，lowqualifiedcrosssectionandhighenergyconsumption，whichhappenedintheprocessofshearingcommonusedmetalplate，ahigh—speedrollingshearingmethodwiththeupperb

4、ladegeometricparametersispresented．Itanalyzedtheinfluenceofthehigh—speedrollingshearingmethodontheequivalentstressdistribution，thecrosssectionqualityandtheshearforce，thefractureprocessofmetalplatehigh—speedshearingwassimulatedbyFEAsoftwareDEFORM一3D．Simulate

5、dresuhsshowthattheoptimizedhigh—speedrollingshearwiththeupperbladegeometricparameterscanmaketheequivalentstressdistributeevenlyintheshearingarea，anditcanobtainthehighCROSSsectionqualityofmetalplate；Comparingthenumericalsimulationswithnormalroilingshear，them

6、~imumshearforcearedecreasingincuttingandrollingshearing，theenergysavingshearisrealized．Keywords：theupperbladegeometricparameters；high·speedroilingshearmethod；theequivalentstressdis—tribution；thecrosssectionquality；theshearforce键设备，通常布置在矫直机之后，主要用于剪切0前言定尺、切头、

7、切尾、取样及切除金属板的局部缺剪切机是轧钢生产线上用于剪切金属板的关陷等。随着科学技术的快速发展，高强度金属板的产量和种类也在不断增加，市场竞争日益收稿日期：2015—03—13；修订日期：2015—03—25基金项目：山西省基础研究项目(2014011024—5)；山西省回国激烈，要求钢板生产向连续化、高速化方式发留学人员科研资助项目(2014—065)展，同时，对剪切机高效、节能和高精度方面提作者简介：聂静良(1988一)，男(汉族)，河南新乡人，太原科出了更高的要求。虽然国内许多中厚板生产线都技大学硕士

8、研究生。装备了国外先进的滚切剪设备，但是缺乏对剪切通讯作者：李玉贵(1967一)，男，博士，太原科技大学教授。研究方向：板带高精度轧制滚切剪设计技术、金属理论、剪切力能参数计算、剪切工艺参数等基础成型工艺等。2015N0．4重型机械·49·理论的研究，导致很多钢厂生产出的钢板质量很难达到国际水平，缺乏国际竞争力。为了提高滚切剪的剪切效率和剪切断面质量，降低剪切所需的能耗，国内外研究人员做了大量的研究