中文名 | 金屬型材三維拉彎工藝及設(shè)備 | 完成人 | 周超等 |
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獲獎(jiǎng)情況 | 國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng) | 項(xiàng)目編號(hào) | J-216-2-06 |
2000年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
主要完成人:周超、高才良、聞廣秋、錢志平、呂玫、楊兆森、韓偉、王志敏、王國(guó)山、王允善
RHS =rectangle hollow section 方管, 矩形管.
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對(duì)矩形鋁型材的三維拉彎工藝進(jìn)行研究,提出了一種適用于三維拉彎、具有可重構(gòu)性的柔性拉彎模具設(shè)計(jì)方法.通過在矩形型材內(nèi)填充鋼塊來抑制截面凹陷,并以減小型材回彈前后對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的位移偏差和截面凹陷為優(yōu)化目標(biāo),建立了矩形型材柔性三維拉彎成形工藝的多目標(biāo)優(yōu)化模型.采用拉丁超立方抽樣和響應(yīng)面法建立優(yōu)化的代理模型,結(jié)合非支配遺傳算法進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化全局求解.有限元模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:柔性模具可以較好地完成三維拉彎;填充鋼塊的方法可以有效地抑制截面凹陷,優(yōu)化后的預(yù)拉量和補(bǔ)拉量的組合可以較好地同時(shí)控制回彈和截面凹陷,使之同時(shí)達(dá)到允許范圍.
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評(píng)分: 4.4
回彈是由卸載過程中內(nèi)力重新分布引起的,直接影響制件的成形精度。文章針對(duì)塑料包覆鋁型材拉彎成形過程,對(duì)π形狀型材等曲率拉彎進(jìn)行了應(yīng)力應(yīng)變分析,用解析法得到了型材的宏觀彈性模量,推導(dǎo)了半徑回彈公式,并對(duì)該截面型材進(jìn)行了平面等曲率拉彎成形實(shí)驗(yàn),分別得到了解析計(jì)算和實(shí)際測(cè)量的回彈后半徑,結(jié)果顯示了解析半徑回彈計(jì)算的正確,解析計(jì)算和試驗(yàn)值比較吻合。
選擇合適的加工參數(shù)是拉彎成形工藝的關(guān)鍵。除模具等變化相對(duì)較小的因素外,影響拉彎成形質(zhì)量的工藝參數(shù)包括拉彎過程中的拉伸力、變形量等等。 生產(chǎn)中限制拉彎加工的因素主要有以下兩點(diǎn):一是拉彎斷裂,一是截面尺寸變形量過大。確定拉彎工藝參數(shù)首先要考慮的就是這兩個(gè)方面。此外,盡量減小彈性恢復(fù)量也是選擇拉彎工藝參數(shù)的重要依據(jù)之一。在收邊拉彎加工中,加工參數(shù)選擇不當(dāng)會(huì)在腹板上產(chǎn)生失穩(wěn)起皺的現(xiàn)象,這也是需要考慮的重要因素。 擠壓型材被認(rèn)為是一種特殊的鈑金材料,材料本身有一個(gè)方向尺寸遠(yuǎn)小于另外兩個(gè)方向的尺寸,因而在成形過程中通??杀豢醋魇窃谄矫鎽?yīng)力狀態(tài)下完成的。但型材拉彎與板材成形最大的不同在于,板材通??梢哉J(rèn)為是各向同性的,而擠壓型材的各向異性特征則更為明顯。
1、拉彎半徑
最小拉彎半徑:鋁型材(R外-R內(nèi))/R外≤8%
不銹鋼型材 (R外-R內(nèi))/R外≤30%
最大拉彎半徑不限
2、拉彎圓弧半徑公差:
半徑小于1米,每米長(zhǎng)度上偏差小于±1mm
半徑大于1米,每米長(zhǎng)度上偏差小于±2mm
3、材料計(jì)算:端頭預(yù)留夾頭量300mm。簡(jiǎn)單對(duì)稱小斷面型材不需試驗(yàn)料,復(fù)雜斷面或大斷
面型材需提供1-2支試驗(yàn)料,材料利用率按6米型材計(jì)算為95%。
承受軸心拉力和彎矩共同作用下的構(gòu)件成為拉彎構(gòu)件,它包括偏心受拉構(gòu)件和有橫向荷載作用的拉桿構(gòu)件。鋼結(jié)構(gòu)中拉彎構(gòu)件應(yīng)用較少
對(duì)于拉彎構(gòu)件,如果彎矩不大而主要承受軸心拉力作用時(shí),它的截面形式和一般軸心拉桿一樣。彎 在拉力和彎矩的共同作用下,截面出現(xiàn)塑性鉸即視為承受能力的極限。但對(duì)格構(gòu)式構(gòu)件或冷彎薄壁型鋼構(gòu)件,截面邊緣出現(xiàn)塑性即已基本上達(dá)到強(qiáng)度的極限。一般情況下,拉彎構(gòu)件喪失整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性的可能性不大2100433B