电缆桥架设备滚弯成形解析建模与数值分析 滚弯成形是板料获得圆柱或圆锥曲面经济便捷的成形方法，也是很多双曲面、高阶曲面成形的基本工艺，在航空航天、船舶、石油化工等工业领域中得到了广泛应用。目前滚弯成形工艺参数的确定仍严重 依赖试验和操作者的经验，这阻碍了滚弯成形自 适应控制的应用，制约了成形效率和精度的提高；而人们对板料内部应力应变状态、塑性变形分布、残余应力、回弹量等也缺乏足够的理论计算和评估。 考虑材料塑性强化的滚弯成形力学分析复杂，是 一个多重非线性动态问题。长期以来，人们侧重从工艺和试验角度对成形进行研究，而力学研究较少。目前已有文献中力学分析多将材料模型简化为 理想弹塑性，或是仅仅针对单道次滚弯，对下压量和成形曲率之间的关系进行研究，以便对滚弯成形进行自适应控制，尚未发现有文献从力学角度系统分析滚弯成形的材料强化、残余应力－应变、曲率 均匀度、成形半径及滚弯道次的影响等问题。 本文建立了一个进行弹塑性分析、残余应力以及回弹计算的解析模型，并对滚弯成形进行了动态数值建模，对平板应力应变状态、塑性应变分布以及回弹曲率等进行了计算，并分析了上辊下压量、滚弯道次等工艺参数对成形结果的影响。最后通过与滚弯成形试验数据的对比，分析和验证了理论解析模型和数值模型的适用性和精度。 板材的滚弯成形涉及材料、几何及边界条件非线性。数值仿真的精度主要决定于建模的准确性。本文对滚弯成形建立一个二维平面应变模型， 辊轴采用刚体模型，板料厚度方向采用5个线性减缩积分单元。材料模型采用离散的应力应变实验数据点和Von Mises屈服准则，在非线性计算时，程序会进行线性插值来求对应的塑性应力。 板料通过接触摩擦实现进给，接触问题的处理主要包括接触搜索算法以及接触力的计算，本文采用主从接触搜索算法，接触力计算采用求解较方便的罚函数法。由于滚动过程板料与滚轴之间没有相对滑动速度， 采用经典库仑摩擦模型可以满足有限元计算精度和稳定性的要求。数值仿真采用 度和可靠性都较高的隐式时间积分算法，但在计算高度非线性的接触问题时，该算法收敛比较困难，需要采用较小的时间步长，合理设置分析步和边界条件，尽量避免边界条件剧烈变化。 数值仿真结果表明：在其他参数不变时，下辊间距 增大，成形曲率半径会增大；下辊半径增大，成形曲率 半径会减小；板料厚度增大， 成形曲率半径会减小；材料屈服应力增大，回弹量增大，成形曲率半径增大；上 辊轴半径对单道次滚弯结果影响较小，上辊半径增大，成形半径有稍许增大，对于多道次滚弯，上辊半径的影响可以忽略；滚弯加载速率对成形半径影响较小，但对成形曲率均匀度有影响，速率越慢，变形越均匀。 数值模型采用真实的应力应变试验数据，也没有进 行几何关系的简化， 所以对于不同的材料和滚弯道次，其计算精度均较高，误差＜5%，验证了数值模型的正确性，可以用数值虚拟试验代替大量的工程物理试验。 建立的解析模型有一定的适用范围。解析模型误差大小表明：铝合金材料强化效应接近线性强化，而碳素钢材料与指数强化模型更吻合。对于单道次或两道次滚弯，且弯曲半径较小时，由于几何简化误差较大，计算值偏离试验值，但对于多道次滚弯成形或成形半径较大时，若铝合金采用线性强化模型，碳素钢采用指数强化模型，计算结果和试验值较吻合（误差＜7．1%）。解析模型计算量很小，可以对滚弯成形进行快捷地分析和计算。 明丰电控成套设备，位于沙岭街道白砂街金岭路，生产面积五千余平方米。主要生产各种电缆桥架，标准电控装置，高低压开关柜、机柜等壳体及各种钣金制品的加工。 我公司生产的XQJ系列电缆桥架分为槽式、梯级式、托盘式、大跨距等系列，采用优质冷轧、镀锌钢板，表面处理分为冷镀锌、热镀锌、喷塑、防火，材质分金属桥架、不锈钢桥架、玻璃钢桥架、铝合金桥架等， 建厂以来，一贯奉行以信誉求合作，以质量求发展的企业精神。在全国范围内建立了良好的销售业务网，以我们可靠的质量，精湛的工艺及优质的服务，博得了广大用户较高的评价与信任。先后为化工、纺织、电力、机械、汽车、电子、国防、商场、超市等行业的建设做出了应有的贡献。 全心全意为用户服务，用户的需求和愿望就是我们的需求和愿望，为用户提供质优价廉的产品是我们的宗旨，因此我们热忱地希望社会各界朋友来我厂参观、指导、洽谈，相信我们每一次的接触都会使您有新的感觉，我们每一次的合作都会使您有意想不到的收获，愿桥架能架起你我之间的友谊桥梁，共创事业辉煌。 公司名称：沈阳明丰电控成套设备有限公司 联系人：许经理 手机：15840580202 电话：024-25950202 邮箱：425591446@qq.com 地址：沈阳市沙岭工业园金岭路16号 网址：www.symfdkct.com