减振钢板的弯曲成形性研究

金属薄板的弯曲实验报告1.实验目的(1)了解金属薄板弯曲变形过程及变形特点。

(2)熟悉衡量金属薄板弯曲性能的指标——最小相对弯曲半径主要影响因素。

(3)掌握测定最小相对弯曲半径的实验方法。

2.实验内容(1)认识弯曲过程，分析板料轧制纤维方向和板料成形性能对相对弯曲半径（R/t）的影响。

(2)了解如何通过调整行程完成指定弯曲角度的弯曲，如何进行定位完成指定边高的弯曲，分析板厚和弯曲角度对相对弯曲半径的影响。

(3)观察弯曲过程和弯曲回弹现象。

(4)掌握万能角度尺、半径规等测量工具的使用，测量模具尺寸参数和板料基本尺寸。

(5)熟悉板料折弯机的操作使用。

3.实验原理弯曲是将板料、型材或管材在弯矩作用下弯成一定曲率和角度的制件的成形方法。

在生产中由于所用的工具及设备不同，因而形成了各种不同的弯曲方法，但各种方法的变形过程及变形特点都存在着一些共同的规律。

弯曲开始时，如图1（a）所示，凸、凹模与金属板料在A、B处相接触，凸模在A点处所施的外力为2F，凹模在B点处产生的反力与此外力构成弯曲力矩M=2Fl0。

随着凸模逐渐进入凹模，支承点B将逐渐向模中心移动，即力臂逐渐变小，由l0变为l1，…，l k，同时弯曲件的弯曲圆角半径逐渐减小，由r0变为r1，…，r k。

当板料弯曲到一定程度时，如图1（c）所示，板料与凸模有三点相互接触，这之后凸模便将板料的直边朝与以前相反的方向压向凹模，形成五点甚至更多点接触。

最后，当凸模在最低位置是，如图1（d）所示，板料的角部和直边均受到凸模的压力，弯曲件的圆角半径和夹角完全与凸模吻合，弯曲过程结束。

（a）（b）（c）（d）图1 弯曲过程示意图和所有的塑性加工一样，弯曲时，在毛坯的变形区里，除产生塑性变形外，也一定存在有弹性变形。

当弯曲工作完成并从模具中取出弯曲件时，外加的载荷消失，原有的弹性变形也随着完全或部分地消失掉，其结果表现为在卸载过程中弯曲毛坯形状与尺寸的变化。

这个现象为弹复，也叫回弹。

收稿日期：２０１９－０５－２９作者简介：侯晓楠（１９８９—），女，工程师。

文章编号：１００１－４９３４（２０２０）０１－００４６－０４“几”形件弯曲成形及回弹过程数值模拟侯晓楠（泰安航天特种车有限公司，山东　泰安　２７１０００）摘　要：以厚度８ｍｍ的ＨＧ７８５Ｄ钢板“几”形件为研究对象，模拟其弯曲及回弹过程。

结果表明，成形模拟与试验变形趋势相同，Ｕ形部位宽度尺寸误差２ｍｍ以内，回弹角度误差±３°以内。

关键词：ＨＧ７８５Ｄ；厚板料；弯曲成形；回弹中图分类号：ＴＧ　３８６文献标识码：ＢＮｕｍｅｒｉｃａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｕ－ｓｈａｐｅｄ　ｂｅｎｄｉｎｇ　ａｎｄ　ｓｐｒｉｎｇｂａｃｋＨＯＵ　Ｘｉａｏ－ｎａｎＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｂｅｎｄｉｎｇ　ａｎｄ　ｓｐｒｉｎｇｂａｃｋ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｕ－ｓｈａｐｅｄ　ＨＧ７８５Ｄｓｔｅｅｌ　ｐｌａｔｅ　ｗｉｔｈ　ａｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ｏｆ　８ｍｍ　ｗａｓ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｔｒｅｎｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｉｍｕｌａ－ｔｉｏｎ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ａｓ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｅｓｔ．Ｔｈｅ　ｗｉｄｔｈ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ　ｅｒｒｏｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｕ－ｓｈａｐｅｄ　ｐａｒｔ　ｉｓ　ｗｉｔｈｉｎ２ｍｍ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｐｒｉｎｇｂａｃｋ　ａｎｇｌｅ　ｅｒｒｏｒ　ｉｓ　ｗｉｔｈｉｎ±３°．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＨＧ７８５Ｄ；ｔｈｉｃｋ　ｓｈｅｅｔ；ｂｅｎｄｉｎｇ；ｓｐｒｉｎｇｂａｃｋ０　引言轻量化和安全性是汽车工业发展的总趋势，在保证刚度的情况下，使用板厚较小的高强度钢板不但可以满足车架的强度要求，还提升了车架抗大变形冲击能力及耐久度［１］，为同时兼顾安全性与轻量化，汽车行业大量采用了高强度钢板如宝钢ＢＳ系列及武钢ＨＧ系列（抗拉强度６００～９００ＭＰａ）。

DP600高强钢板V 型弯曲回弹性能研究左治江1，文亮1，李智勤2，姚军1( 1. 江汉大学机电与建筑工程学院，湖北武汉430056; 2. 武汉惠恒实业有限公司，湖北武汉430056)摘要: DP600 高强钢板是汽车轻量化过程中用量较多的一种板材。

通过LCJ －150 型电子式拉扭试验机测试了DP600 高强钢板的屈服强度、抗拉强度、弹性模量和伸长率等力学性能。

对DP600 高强钢板进行了90°和120°自由弯曲及一定校正力下的V 型弯曲试验，分析了相对弯曲半径r / t 对回弹角Δα大小的影响。

采用最小二乘法线性拟合了弯曲回弹角与相对弯曲半径的关系，将弹性模量及屈服强度代入拟合公式后，得到了DP600 高强钢板在90°和120°弯曲时的回弹公式，且该式可以用于高强钢板模具设计。

关键词: DP600 高强钢板;V型弯曲;回弹角DO I:10. 13330 /j.i ss n.1000-3940. 2014. 11. 004中图分类号: T G386. 3 +1文献标识码: A文章编号: 1000-3940 ( 2014) 11-0016-05Ｒe s e a r c h on V －type b e nd i n g s p r i n g ba c k p e r f o r man ce of D P600high s t r e n g t h s t ee l s h ee tZuo Zh iji a n g1，Wen L i a n g1，Li Zh i q i n2，Y ao J un1( 1．Sc h oo l of M ec h a n i ca l-e l ec t r i ca l E n g i n ee r i n g，J i a n g h a n Un i v e r s i ty，W uh a n430056，Ch i n a;2．Wuhan H u i h e n g I ndu s t r i a l C o．，L td．，Wuhan 430056，Ch i n a)A b s t r a c t:DP600 h i g h-s t r e n g th s t ee l sheet i s an e xt e n s i v e l y u sed m a t e r i a l in the a ut o m o t i v e li g htw e i g ht p r ocess．I t s m ec h a n i ca l p r o p e r t i es such a s y i e l d s t r e n g th，t e n s il e s t r e n g th，e l a s t i c m o du l u s and e l o n ga t i o n rate were o bt a i n e d by LCJ-150 e l e c t r o n i c t e n s i o n t o r s i o n test m a-c h i n e．The V-type b e nd i n g test s of90° and 120°for DP600 h i g h-s t re n g th s t ee l sheets under the co nd i t i o n s of fr ee b e nd i ng and co rr ec t i o n b e nd i n g were done，and the i nf l u e n ce of r e l a t i v e b e nd i n g r a d i u s r /t on the s p r i n g b ac k a n g l eΔαwas a n a l y ze d．The r e l a t i o n shi p of b e nd i n g a n g l e and r e l a t i v e b e nd i n g r a d i u s was li n ea r l y fit by the l eas t-s qu a r es method，and the f o r mu l as of s p r i n g b ac k a n g l e at 90° and 120°b e n- d i n g for DP600 h i g h strength s t ee l sheet were o bt a i n e d by s ub s t i tut i n g the e l as t i c m o du l u s and y i e l d strength i nt o the f i tt i n g f o r mu l a，a nd i t can be u sed f or s t a mp i n g d i e d es i g n of h i g h strength s t ee l s h ee t．K e y wo r d s:DP600 h i g h strength s t ee l sheet;V-type b e nd i n g;s p r i n g b ac k a n g l e据统计，汽车质量每降低1% 则燃耗可降低0. 6%～1. 0% ，汽车轻量化对节能和环保意义重大，但是轻量化的同时不能忽视安全性［1］。

钢材生产扭曲变形机理研究钢材是一种非常广泛应用的材料，可以用于建筑、机器制造、交通运输、航空航天等多个领域，因此在工业中具有非常重要的地位。

然而，在钢材生产过程中，常常会出现扭曲变形的问题，这种问题一定程度上会影响钢材的性能和质量，因此有必要对其进行深入研究。

扭曲变形是指钢材在生产过程中，在某些区域发生的相对剪切变形，这种变形通常以上下方向为主，并且可能会伴随着膨胀、缩小、弯曲等变形。

扭曲变形的发生与很多因素有关，主要包括材料力学性能、材料成形性、成品尺寸、轧制辊型等，因此要想深入解决这个问题，就需要从多个方面进行研究。

首先，扭曲变形与材料力学性能有很大关系。

在钢材制造过程中，产生扭曲变形的主要是冷轧板材，此时板材的力学性能会受到影响。

实验研究表明，板材的加工硬化指数、材料屈服强度等因素都与扭曲变形有一定联系。

而加工硬化指数是指材料施加一定应力后，发生的塑性变形与应力变化的关系系数，其值越大表明材料塑性变形能力越差，自然发生扭曲变形的可能性也越大。

材料屈服强度是指材料在申斥过程中能够承受的最大应力，其值也会影响扭曲变形的发生。

其次，材料成形性对于扭曲变形也有很大的影响。

成形性是指材料在冷热加工过程中所具有的变形能力，同时还包括可焊性、可淬性、可续接性等指标。

由于成形性过差的材料在加工过程中容易出现瑕疵，并且对于扭曲变形的抵抗能力也非常差，因此通常不易生产出高质量的制品。

而成形性好的材料，往往可以在加工过程中形成均匀的力学状态，从而减少扭曲变形的可能性。

另外，板材的成品尺寸也是导致扭曲变形的重要因素之一。

成品尺寸主要包括长度、宽度、厚度三个方面，不同的尺寸参数对于扭曲变形的发生都会有不同的影响。

例如，较窄的板材对于压辊与拉辊之间的力分布更加均匀，所以会产生较小的扭曲变形。

研究发现，在钢材生产过程中，为了避免扭曲变形的持续发生，需要在成品尺寸的控制上进行严格的操作。

最后，轧制辊型也是导致钢材扭曲变形的关键因素之一。

功能介绍《钣金与制作》杂志就是中国锻压协会主办得目前国内唯一一本面向钣金制作、管型线材加工行业得综合性高端杂志、杂志为月刊,每月10日出版,每期发行量2万册。

钢板折弯成形就是当前板材加工过程中非常普遍得工艺,尤其就是近些年,钢板得压圆管工艺得到了飞速发展,已成为大型钢管生产得主要手段、钢管折弯与压圆工艺中最难解决得就就是回弹问题,这一问题解决不好会造成成形不准确、二次整形、生产效率低下,甚至造成模具因设计不当而报废等诸多方面问题。

基于以上问题,在实际工作中摸索研究,结合钢板弯曲变形时内部应力与应变得变化,推导出了钢板弯曲变形时得理论回弹公式,这一公式得应用对钢板得弯曲成形工艺有着非常积极得意义,在此与大家交流分享、回弹公式得计算分析影响钢板回弹得变形因素主要由３个,即钢板得壁厚、材质与弯曲半径、钢板越厚、材料越软(屈服强度低)、半径越小(曲率大)则回弹越小;反之就越大、下面将对这三个因素对回弹所起作用及彼此之间得相互作用情况进行推导,从而得出较为准确得回弹公式。

钢板在弯曲时,被弯曲部位随着弯矩得不断加大而发生弯曲变形,当弯曲达到屈服强度得临界点时,弯曲点得变形在外力撤出时全部回弹,通常把这一临界点得回弹称为钢板弯曲变形得回弹,可用公式(1)表示,如图1所示。

ε=σｓ／Ｅ (1)ε——弹性变形量;σs——屈服强度;Ｅ——弹性模量。

图１钢板得最大弹性变形实际弯曲时,当弯矩超过临界点继续加大,钢板以板厚得中性层为轴内表面发生压应力屈服,外表面发生拉应力屈服,使得变形不断增加。

为了便于计算,假定钢板在发生屈服变形时,板厚不发生变化,并假定钢板变形回弹后应力全部得到释放。

图２钢板得任一无穷小段S(弧度)其变形如图2所示,这就是取内、外侧得变形量为Δs。

ρ/ s =(ρ＋0、５t )／(s＋２Δs) =(ρ－0。

5t )／(s-２Δs) (2)变形后可转化成ρ=t s／4Δs (３)式中t——钢板厚度;ρ--钢板得中性层半径σｓ-—屈服强度Δｓ—-内、外侧得变形量;s-—弯曲弧度、引入类似得应力应变得概念,把s设为1,那么Δs=4ρ／t,就就是这一点得最大变形比率,超过了屈服强度得“应变”, 真正得应变就是屈服强度内得、定义Δs为变形率,则(3)式可写成ρ＝ｔ／4ΔsΔs就是由模具与机械作用下钢板得变形率,其中包含了屈服强度下得变形比率ε,即ε=σs /E、这一变形率在机械压力撤销后将获得全部回复,即回弹。

弯曲变形实验报告
《弯曲变形实验报告》
实验目的：通过对不同材料进行弯曲变形实验，观察材料在受力下的变形情况，了解材料的弯曲性能。

实验材料：我们选择了钢材、铝材和塑料材料作为实验材料，这些材料在工程
领域中被广泛应用，对它们的弯曲性能进行研究具有重要意义。

实验方法：首先，我们准备了一台弯曲试验机，利用其施加不同大小的力来对
材料进行弯曲变形实验。

然后，我们将每种材料分别放入试验机中，施加不同
大小的力，记录下材料在不同受力情况下的变形情况。

实验结果：通过实验我们发现，钢材在受力下表现出较高的强度和硬度，变形
较小；铝材在受力下也表现出较好的弯曲性能，变形相对较小；而塑料材料在
受力下则表现出较大的变形，弯曲性能较差。

实验结论：通过弯曲变形实验，我们了解到不同材料在受力下的弯曲性能差异。

钢材和铝材具有较好的弯曲性能，适用于需要较高强度和硬度的工程领域；而
塑料材料在受力下容易发生较大的变形，适用于对弯曲性能要求较低的场合。

总结：弯曲变形实验为我们提供了重要的材料性能数据，有助于工程领域中材
料的选择和设计。

通过对不同材料的弯曲性能进行研究，可以更好地满足工程
实践中的需求，提高材料的利用效率和安全性。

先进高强度钢辊弯成型有限元仿真研究摘要：本文通过有限元仿真方法，研究了先进高强度钢辊弯成型的工艺性能。

利用ABAQUS软件建立了辊弯成型的有限元模型，并通过调整辊弯成型过程中的力和速度参数，分析了辊弯成型过程中的应力分布、变形特征和成型质量。

研究结果表明，通过合理的辊弯成型参数可以获得较好的成型效果，提高先进高强度钢辊弯成型的质量和效率。

关键词：先进高强度钢；辊弯成型；有限元仿真；工艺性能1. 引言先进高强度钢材具有良好的力学性能和耐腐蚀性能，广泛应用于航空航天、汽车制造和建筑等领域。

辊弯成型作为一种常用的金属成形工艺，可以有效地将钢材弯曲成所需的形状。

为了提高辊弯成型的质量和效率，有限元仿真方法成为研究的重要手段。

2. 方法本研究选择了一种先进高强度钢材作为研究对象，利用ABAQUS软件建立了辊弯成型的有限元模型。

在模型中，考虑了材料的非线性特性和辊弯成型过程中的摩擦力。

通过调整辊弯成型过程中的力和速度参数，进行了多次有限元仿真计算。

3. 结果与讨论通过有限元仿真，得到了辊弯成型过程中的应力分布、变形特征和成型质量。

研究结果表明，合理的辊弯成型参数可以使得钢材在成型过程中受力均匀，避免出现应力集中和变形不均匀的问题。

同时，适当调整成型速度可以减小辊弯成型过程中的应力和变形，提高成型质量。

4. 结论通过有限元仿真研究，本文分析了先进高强度钢辊弯成型的工艺性能。

研究结果表明，通过合理的辊弯成型参数可以获得较好的成型效果，提高先进高强度钢辊弯成型的质量和效率。

本研究为进一步优化先进高强度钢辊弯成型工艺提供了一定的理论依据和技术支持。

5. 。