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锻压/冲压/轧制设备 |
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轿车用钢板成型过程模拟 |
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作者：ANSYS |
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在轧制过程中，由于各种因素的影响，带材在辊缝中的纵向延伸沿宽度方向常常是不均匀分布的。这种沿宽度不均匀延伸的结果导致轧后带材内部存在着沿宽度方向不均匀分布的纵向残余应力，当超过一定临界值时，轧后带材将产生波浪和翘曲。
对于冷轧宽薄板失稳问题，可按平面应力形式进行二维建模，薄板的厚度由壳单元shell63的实常数来描述。 将冷轧带材人为切出两个端部边界，端部边界上存在着分布不均匀的张应力。该段带材宽度仍与原来的相同，而长度等于发生屈曲后的 一个半波长长度L。模型采用力加载方式，加载载荷形状按实际起浪的形状来划分的，整体浪形共可分为六种形状，分别是右侧单边浪、 左侧单边浪、中浪、对称双边浪、四分之一浪、边中复合浪。另外，还计算了局部浪形形式下的带钢屈曲情况。针对不同的浪形形状施加 不同的边界条件，以适应起浪轧件的受力状况。
为较精确地分析薄板屈曲失稳限与后屈曲变形过程，首先利用屈曲分析进行预计算，然后将这一线形条件下的 计算结果作为基准载荷带入非线性结构分析模块中计算出最终结果。对计算结果按不同宽厚比和不同加载形状进行分析，分析结果如图所示。
屈曲应变与张力、宽厚比的关系（中浪） 后屈曲应变与宽厚比的关系（中浪）
不同板形应力下的屈曲变形路径
虽然冷轧后的带材屈曲并后屈曲变形过程作为带钢产生浪形缺陷的力学基础这一观念已被普遍接受，但这一问题目前并未完全解决，因此对这一过程进行理性描述和计算是具有重要实际意义的。基于该模型计算而建立的板形控制目标已在现场调试成功，为冷轧带钢整体型波浪和局部型波浪的调控策略及相应的控制模型的建立提供了可靠的理论依据。(end)
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(11/2/2005) |
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