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薄壁管材纯弯曲后截面残留扁化变形预测

机械工程学报 2018年第16期54卷 108-117页

作者：张子骞颜云辉东北大学机械工程与自动化学院

针对薄壁金属管材在塑性纯弯曲后横截面扁化变形难于准确预测的难题,运用四点纯弯曲试验,获得截面残留扁化量的实测数据,进而发现截面最大扁化量出现在垂直于轴向弯曲中性层的方向。随后基于图像处理技术与数据拟合方法,探索出可采用椭... 详细信息

针对薄壁金属管材在塑性纯弯曲后横截面扁化变形难于准确预测的难题,运用四点纯弯曲试验,获得截面残留扁化量的实测数据,进而发现截面最大扁化量出现在垂直于轴向弯曲中性层的方向。随后基于图像处理技术与数据拟合方法,探索出可采用椭圆函数对截面轮廓进行近似数学描述。运用经典卸载理论构建薄壁管材纯弯曲后截面最大残留扁化量的预测模型。通过理论值与试验数据的比对证明了模型的正确性,并获得最大残留扁化量随弯曲半径、壁厚的变化关系。该理论模型能为提高薄壁管材塑性弯曲过程的成形质量提供有效途径。

关键词：薄壁管材塑性纯弯曲截面扁化最大残留扁化量

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薄壁管材连续矫直压扁量力学模型研究

工程力学 2015年第7期32卷 197-203页

作者：张子骞颜云辉杨会林 f东北大学机械工程与自动化学院沈阳110004

针对薄壁管材在连续矫直过程中大弯曲变形产生的截面扁化,需对管材截面进行压扁矫圆。在分析压扁矫圆变形过程和成形机理的基础上,结合薄壳弹塑性理论及其相关假设,确定了变形区的周向应变模型,进而完成了周向弯曲力矩的解析,运用经典... 详细信息

针对薄壁管材在连续矫直过程中大弯曲变形产生的截面扁化,需对管材截面进行压扁矫圆。在分析压扁矫圆变形过程和成形机理的基础上,结合薄壳弹塑性理论及其相关假设,确定了变形区的周向应变模型,进而完成了周向弯曲力矩的解析,运用经典卸载规律建立了薄壁管材截面矫圆的压扁量数学模型方程。通过有限元仿真分析证明了该模型的正确性和有效性,同时得到用初始截面径向最大位移量的2倍近似估算压扁量的方法,为继续深入研究矫直相关工艺参数的合理设置、完善薄壁管材矫直理论体系奠定基础。

关键词：压力加工薄壁管材连续矫直压扁矫圆压扁量

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薄壁管材矫直曲率半径数学模型及其验证

机械工程学报 2013年第21期49卷 160-167页

作者：张子骞颜云辉杨会林东北大学机械工程与自动化学院沈阳110004

矫直曲率半径作为矫直工序的核心工艺参数,对管材特别是薄壁管材的矫直精度起到决定性作用。而目前在薄壁管材的矫直生产中,仍然沿用经典理论的数据图表,结合人工经验和反复试矫对其进行估定,亟待建立精确的矫直曲率半径数学模型以指导... 详细信息

矫直曲率半径作为矫直工序的核心工艺参数,对管材特别是薄壁管材的矫直精度起到决定性作用。而目前在薄壁管材的矫直生产中,仍然沿用经典理论的数据图表,结合人工经验和反复试矫对其进行估定,亟待建立精确的矫直曲率半径数学模型以指导生产,为此基于薄壳构件弹塑性理论及其相关假设建立了针对薄壁管材矫直变形区的应力应变关系模型,进而对变形区弯曲力矩进行解析,运用经典卸载规律建立薄壁管材矫直曲率半径的数学模型方程,同时给出求解方法。通过有限元仿真分析和现场试验,并与经典矫直理论的计算结果进行对比,证明该模型在处理薄壁管材矫直问题时是正确和有效的,为继续深入研究矫直相关工艺参数的合理设置、完善薄壁管材矫直理论体系奠定基础。

关键词：薄壁管材矫直曲率半径数学模型

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薄壁管材等曲率矫直临界曲率半径力学建模

工程力学 2015年第2期32卷 207-213页

作者：张子骞颜云辉杨会林东北大学机械工程与自动化学院沈阳110004

薄壁管材等曲率矫直临界曲率半径作为重要的工艺参数,直接决定了设备结构和产品质量。而目前现场仍沿用经验图表结合人工经验和反复试矫对其进行估定,亟待建立针对性的力学模型以指导生产,为此从旋转壳体大挠度几何方程出发,基于J2形变... 详细信息

薄壁管材等曲率矫直临界曲率半径作为重要的工艺参数,直接决定了设备结构和产品质量。而目前现场仍沿用经验图表结合人工经验和反复试矫对其进行估定,亟待建立针对性的力学模型以指导生产,为此从旋转壳体大挠度几何方程出发,基于J2形变理论和能量理论,运用里茨法建立了薄壁管材等曲率矫直塑性失稳时的临界弯矩,以此确定了临界曲率半径模型,并给出了数值解法。应用ANSYS/LS-DYNA进行了有限元动态仿真试验,结果表明模型是近似正确的,通过仿真对比分析证明了轴向起皱先于截面畸变是薄壁管材等曲率矫直塑性失稳的主要模态。

关键词：压力加工薄壁管材等曲率矫直临界曲率半径塑性失稳

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薄壁管材连续矫直拉伸失稳极限弯曲半径模型

钢铁 2014年第6期49卷 53-58页

作者：张子骞颜云辉杨会林王雷东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110004

薄壁管材连续矫直拉伸失稳极限弯曲半径作为重要的工艺参数,直接决定了设备结构和产品质量。而目前现场仍沿用经验图表结合人工经验和反复试矫对其进行估定,为此基于薄壳理论的相关假设,确定了变形区的应力应变,运用Swift分散失稳准则... 详细信息

薄壁管材连续矫直拉伸失稳极限弯曲半径作为重要的工艺参数,直接决定了设备结构和产品质量。而目前现场仍沿用经验图表结合人工经验和反复试矫对其进行估定,为此基于薄壳理论的相关假设,确定了变形区的应力应变,运用Swift分散失稳准则建立了塑性拉伸失稳极限弯曲半径的解析模型,并进行了有限元仿真验证。研究结果表明:解析模型可正确计算薄壁管材矫直时拉伸失稳的极限弯曲半径,该半径随初始弯曲半径的增大而减小,并与管材直径和金属塑性加工能力有关,为继续深入研究矫直相关工艺参数的合理设置、完善薄壁管材矫直理论体系奠定基础。

关键词：薄壁管材矫直极限弯曲半径拉伸失稳

基于Bazier效应的薄壁管材连续矫直截面变形研究

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机械工程学报 2015年第10期51卷 62-68页

作者：张子骞颜云辉杨会林东北大学机械工程与自动化学院沈阳110004

薄壁管材在连续矫直过程中会在大弯曲变形阶段发生截面扁化(即Bazier效应),最大扁化量作为重要工艺参数,用以控制截面变形程度防止管材屈曲失稳。而目前现场仍沿用经验图表结合人工经验和反复试矫对其进行估定,亟待建立针对性的最大扁... 详细信息

薄壁管材在连续矫直过程中会在大弯曲变形阶段发生截面扁化(即Bazier效应),最大扁化量作为重要工艺参数,用以控制截面变形程度防止管材屈曲失稳。而目前现场仍沿用经验图表结合人工经验和反复试矫对其进行估定,亟待建立针对性的最大扁化量数学模型以指导生产,为此在对薄壁管材弯曲扁化变形应变分析的基础上,基于薄壳弹塑性理论及其相关假设,确定管材单位长度的应变能,运用最小势能原理得到最大扁化量解析模型,该模型与管材轴线的弯曲半径、管材的材料参数和几何参数有关。在应用现场试验证明有限元动态仿真可行性的基础上,通过大量仿真试验证明数学模型的正确性,为继续深入研究矫直相关工艺参数的合理设置、完善薄壁管材矫直理论体系奠定基础。

关键词：薄壁管材连续矫直 Bazier效应最大扁化量

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薄壁管材等曲率矫直极限弯曲半径建模与分析

机械强度 2015年第4期37卷 651-656页

作者：张子骞颜云辉杨会林王雷东北大学机械工程与自动化学院沈阳110004

薄壁管材等曲率矫直极限弯曲半径作为重要的工艺参数,直接决定了矫直设备结构和管材产品质量。而目前现场仍沿用经验图表结合人工经验和反复试矫对其进行估定,亟待建立针对性的极限弯曲半径数学模型以指导生产,为此基于薄壳理论的相关假... 详细信息

薄壁管材等曲率矫直极限弯曲半径作为重要的工艺参数,直接决定了矫直设备结构和管材产品质量。而目前现场仍沿用经验图表结合人工经验和反复试矫对其进行估定,亟待建立针对性的极限弯曲半径数学模型以指导生产,为此基于薄壳理论的相关假设,确定了变形区的应力应变状态,以塑性拉伸失稳为失效形式,运用塑性增量理论和Swift分散失稳准则建立了极限弯曲半径的解析模型,经有限元仿真验证了模型的正确性,定性分析了极限弯曲半径的影响因素,为继续深入研究矫直相关工艺参数的合理设置、完善薄壁管材矫直理论体系奠定基础。

关键词：薄壁管材等曲率矫直极限弯曲半径拉伸失稳

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薄壁管材多斜辊等曲率矫直工艺方案与实现

钢铁研究学报 2018年第8期30卷 625-632页

作者：张子骞杨会林东北大学机械工程与自动化学院

针对薄壁管材在连续矫直过程中矫直方案与等曲率矫直辊弯曲半径难以定量确定的实际问题。基于多斜辊统一矫直机理与薄壁管材弹复方程建立了等曲率矫直辊统一曲率半径的判断方法,提出了最小统一曲率半径的搜索方法,针对不同初始弯曲程度... 详细信息

针对薄壁管材在连续矫直过程中矫直方案与等曲率矫直辊弯曲半径难以定量确定的实际问题。基于多斜辊统一矫直机理与薄壁管材弹复方程建立了等曲率矫直辊统一曲率半径的判断方法,提出了最小统一曲率半径的搜索方法,针对不同初始弯曲程度的薄壁管材给出了具体矫直方案,其中对于无法一次统一的具有大初始变形的管材提出了先预弯曲再统一后矫直的方法,确定了薄壁管材可矫直判断条件,采用VB开发程序通过算例证明了上述方法的有效性,发现了若针对某一初始弯曲半径的统一曲率半径存在则其并不唯一必在一定范围之内,同时发现初始曲率半径在一定范围内的管材无法应用二斜辊实现曲率统一。

关键词：等曲率矫直薄壁管材统一曲率半径多斜辊

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薄壁管材矫直过程应变中性层偏移模型与分析

中国机械工程 2013年第10期24卷 1390-1395页

作者：张子骞杨会林田永利东北大学沈阳110004 天津大学天津300072

为进一步揭示薄壁金属管材的矫直变形机理,基于薄壁构件弹塑性理论建立了薄壁管材矫直变形区的应力应变关系模型,进而采用解析方法建立了矫直过程中应变中性层的偏移模型,有限元分析计算证明该模型是近似准确的。对数学模型变化趋势的... 详细信息

为进一步揭示薄壁金属管材的矫直变形机理,基于薄壁构件弹塑性理论建立了薄壁管材矫直变形区的应力应变关系模型,进而采用解析方法建立了矫直过程中应变中性层的偏移模型,有限元分析计算证明该模型是近似准确的。对数学模型变化趋势的分析揭示了偏移量随相对反弯半径的增大而减小,随金属塑性变形能力的增强而增大,同时给出了中性层偏移模型的应用场合。

关键词：薄壁管材矫直应变中性层偏移模型