變截面柔性輥彎成型技術基礎理論研究

《變截面柔性輥彎成型技術基礎理論研究》是依託北方工業大學，由韓飛擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：變截面柔性輥彎成型技術基礎理論研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：韓飛
• 依託單位：北方工業大學

項目摘要

變截面柔性輥彎成型是一種新型的輥彎成型工藝，該技術由計算機控制成組漸變可移動的型面軋輥實現板材成型，通過不同輥型的配置與控制，製造出複雜和變截面的構件，是實現部件輕量化的一種有效途徑。本項目擬採用理論分析、數值模擬、實驗分析相結合的研究方法進行變截面柔性輥彎成型技術基礎理論研究：建立考慮交叉硬化效應、包辛格效應的非線性旋轉運動強化本構模型，並在此基礎上建立變截面柔性輥彎成型高精度彈塑性有限元分析模型；揭示成型過程板材出現皺曲的形成機理，並建立起皺臨界應力解析模型，提出柔性輥彎成型過程板材失穩皺曲的判斷準則；建立基於人工智慧的變截面柔性輥彎成型回彈預測及控制模型，為制定合理工藝方案提供理論依據。本項目的研究對促進變截面柔性輥彎成型理論發展以及在實際生產中的套用具有重要意義。

結題摘要

本項目採用理論分析、數值模擬、實驗分析相結合的研究方法對變截面柔性輥彎成型技術基礎理論進行了相關研究：建立了基於非線性旋轉運動硬化模型的彈塑性本構模型，推導出該本構模型的流動方程；在理論研究的基礎上，基於ABAQUS仿真軟體開放式程式接口，編寫了Barlat2000屈服準則下的非線性旋轉強化彈塑性本構模型的套用子程式，在此基礎上建立了變截面柔性輥彎成型高精度彈塑性有限元模型；利用動力顯示ABAQUS/Explicit對變截面柔性輥彎成型過程中的皺曲現象進行了模擬，並建立了變截面柔性輥彎成型起皺臨界應力解析模型，提出了柔性輥彎成型過程板材失穩皺曲的判斷準則；利用計算機仿真技術，分析了各因素（材料性能參數、變形幾何參數、成型工藝參數）對變截面柔性輥彎成型過程回彈的影響，經方差分析和極差分析得出，邊腿高度是影響最終型材邊腿回彈量的最關鍵因素；並對變截面柔性輥彎成型加工過程由非穩態到穩態成型過程中金屬板材的流動規律及其應力、應變分布進行數值模擬研究，揭示了變截面數控輥彎成型回彈產生機理，研究表明縱向應變對變截面型材邊腿回彈的關鍵作用。在國家自然科學基金支持下，相關研究成果已發表論文3篇（EI檢索1篇），培養碩士4名（在讀2名），授權發明專利5項，實用新型專利18項；2010年11月6-7日承辦了由中國冷彎型鋼協會與國際管材協會主辦的“北京國際管材會議”，會議議題為管材與冷彎成型技術的創新——面對“綠色”和“智慧型”製造技術的挑戰，參加會議國內外代表有150人，其中有英國、德國、荷蘭、日本、澳大利亞等國專家出席。