數控卷板機卷圓過程

數控卷板機對板材滾圓過程進行模擬, 得到其彎曲變形過程中的應力分布情況。數控卷板機板材滾圓后的等效應力等值線圖。在整個滾圓過程中, 板材的等效應力極大值始終出現在上托輥與板材接觸處, 即成形區。隨著板材成形過程的進行, 等效應力極大值分布的區域逐漸發生變化, 向板材運動的后方轉移。在1. 25 s時, 板材在與兩下輥的接觸處也出現了應力極大值, 原因主要在于接觸處是板材彎曲部分和平直部分的過渡處, 板材前進需要較大的力矩來驅動。而隨后的幾個過程都是在平直階段進行滾圓的, 不會產生上述的情況。在漸進成形過程中, 等效應力極大值呈逐漸增大趨勢, 使板材產生變形的主要是拉應力。隨著成形過程的進行, 拉應力極大值逐漸增大, 故使得等效應力極大值也逐漸增大。

          板材在卸載階段和 2. 0 s時的受力變化情況有些類似。板材在加載階段時, 中性層以內的材料受到壓縮, 中性層以外的材料受到拉伸。在卸載階段恰好相反, 板材中性層以內的材料受到拉伸, 中性層以外的材料受到壓縮, 板材最外層的應力變為零。但是這時候板材內部的應力仍然沒有平衡, 板材中的彈性變形引起的應力和在加載階段塑性變形引起的彈性應力仍然大于在變形過程中發生塑性變形部分材料引起的彈性應力, 因此板材中性層以內的材料將會變為受拉,。

     數控卷板機動態卷制金屬板材的整個過程進行了模擬。選擇適當的材料模型, 探討板材成形過程中的載荷邊界條件及約束、接觸與摩擦條件, 數控卷板機建立了適合于板材成形過程分析的有限元模型并對其進行了有限元分析, 得到了不同時刻數控卷板機和板材的形狀與應力變化情況, 這對數控卷板機的優化設計和板材最終卷制成形的半徑以及回彈研究有重要的指導意義。

         數控卷板機主要是將規則或不規則的金屬板材卷制成圓柱或圓錐等所需的形狀。隨著石油化工、航空航天、船舶等行業的迅速發展, 數控卷板機的使用范圍越來越廣。目前國內的數控卷板機存在各種各樣的問題, 例如, 外形過大, 提供轉距的電機功率過高, 卷板效率不高, 卷板的精度不能滿足客戶的需求, 不能實現自動控制等。 針對現有數控卷板機存在的各種問題, 采用 ANSYS有限元分析軟件對數控卷板機托輥和板材建立了簡化模型, 并對整個卷板過程進行動態模擬分析, 得出了不同過程不同時間段上下托輥和板材的受力大小與變形情況等重要數據。這對改進現有類型的數控卷板機提供了參考依據。