帶材在拉彎矯直中的受力分析

對(duì)受拉伸彎曲帶材在第1個(gè)彎曲輥上的彎矩卸載階段進(jìn)行了分析，結(jié)果表明帶材在第一個(gè)彎曲輥上拉伸彎曲后產(chǎn)生的殘余曲率相當(dāng)大，須在后續(xù)的計(jì)算中予以考慮．同時(shí)，對(duì)帶材拉伸彎曲過(guò)程中各種中性軸、中性軸之間的關(guān)系及其在帶材中的位置變化情況進(jìn)行了討論，明確指出了受拉伸彎曲帶材的第1次彎曲和第2次彎曲的不同點(diǎn)．對(duì)受拉伸彎曲帶材的多次彎曲時(shí)的縱向延伸計(jì)算進(jìn)行了討論．

帶材在拉伸彎曲矯直機(jī)上一般需要多次彎曲．受拉伸彎曲的帶材首先在第1個(gè)彎曲輥上經(jīng)歷彎矩加載階段，彎曲到較大程度之后是彎矩卸載階段，直到卸載到彎矩為零．我們把這一彎矩加載和彎矩卸載階段稱為受拉伸帶材的第1次彎曲．隨后在反向彎矩的作用下帶材被伸直并在第2個(gè)彎曲輥

拉彎矯直的原理是基于彈塑性拉彎矯直理論。最初的彈塑性拉彎矯直理論是建立在1個(gè)定律和5條假設(shè)之上的,即:虎克定律、彎曲變形前后的平面假設(shè)、彎曲變形的纖維間沒(méi)有作用力假設(shè)、彎曲應(yīng)力與到中性層的距離成正比假設(shè)、拉伸(壓縮)變形率與彎曲變形率是線性函數(shù)可以相加減假設(shè)。

平直度是衡量冷軋帶材產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)之一,隨著用戶對(duì)帶材平直度要求的不斷提高,帶材平直度的控制和改善顯得日益重要。拉伸彎曲矯直技術(shù)是減緩帶材板形缺陷,改善帶材質(zhì)量的重要途徑。由于拉伸彎曲矯直過(guò)程涉及拉彎、彈復(fù)等多方面問(wèn)題,變形十分復(fù)雜,如何準(zhǔn)確的定量的描述這一變形過(guò)程成為關(guān)鍵。因此對(duì)其展開研究,具有重要的理論和實(shí)際意義。 本文分別在理想彈塑性平面應(yīng)變假設(shè)和線性強(qiáng)化彈塑性平面應(yīng)變假設(shè)條件下,考慮任意初始板形缺陷(初始?xì)堄鄳?yīng)力)的影響,推導(dǎo)出不同應(yīng)力分布型式的中性層偏移量以及中間層縱向應(yīng)變的計(jì)算公式,并分析了其應(yīng)力分布的邊界條件。求出了帶材整體塑性延伸的邊界條件,對(duì)帶材的拉伸彎曲矯直過(guò)程的延伸率與張力和彎曲曲率的關(guān)系以及彎曲曲率和彎曲彈復(fù)進(jìn)行了探討。把上述推導(dǎo)出的拉伸彎曲的基本理論公式應(yīng)用于帶材的拉伸彎曲矯直定量分析,考慮初始?xì)堄鄳?yīng)力沿板寬橫向分布值,編制了反映張力、彎曲曲率、延伸率、應(yīng)力和應(yīng)變變化關(guān)系、彎曲彈復(fù)的相應(yīng)程序。分析了帶材厚度變化,張力和彎曲曲率的匹配關(guān)系變化對(duì)拉伸彎曲矯直后的帶材內(nèi)部殘余應(yīng)力分布的影響。 本文實(shí)現(xiàn)了考慮任意初始板形缺陷的帶材矯直的定量分析。通過(guò)仿真定量的說(shuō)明了經(jīng)過(guò)拉伸彎曲矯直后帶材的板形得到了改善,為準(zhǔn)確設(shè)定張力和彎曲輥彎曲曲率的大小以達(dá)到合適的匹配關(guān)系奠定了理論基礎(chǔ)。本文的研究為矯直工藝參數(shù)的設(shè)定和矯直機(jī)的設(shè)計(jì)提供新的理論依據(jù)和方法,為今后的研究工作奠定了理論基礎(chǔ),提供了相應(yīng)的仿真計(jì)算程序。