冷弯成型是板材深加工的重要领域,在工业领域得到广泛应用。由于冷弯成型的机理尚未完全清楚,通常对它的研究只停留在简单截面的公式推导和大量的假设条件下。随着有限元技术的成熟,可以通过商业化有限元软件对其进行计算机仿真,对其成型过程进行系统的理论分析,为实际生产应用提供指导。本文以北方工业大学机电工程研究所为法国DIRICKX公司设计的AXIS70冷弯成型生产线为研究对象,对该截面成型过程进行有限元仿真和实验研究。目的是通过本案例的研究,探索冷弯成型的工艺仿真手段和方法,并将这些研究成果应用于生产实践,增进对冷弯成型工艺的理解。 本文首先概述了冷弯型钢的特点、冷弯成型理论及计算机仿真的研究进展,介绍了有限元的基本理论,结合课题对弹塑性有限元理论进行了归纳和总结。 本文在分析AXIS70冷弯成型特点及变形规律的基础上,以弹塑性大变形有限元理论为基础,对该截面冷弯成型过程做出合理简化,在Msc. Marc中建立了计算机仿真的有限元模型,并成功进行了数值模拟分析。给出了每道次板材在轧辊中的实际截面参数与理论设计的截面参数的对比,得出了每道次的纵向应变、成型力的变化规律。依据仿真结果,发现在部分道次纵向应变较大,易于导致产生边波缺陷,并对该成型工艺提出了改进和优化的建议。 通过对仿真数据和实验数据的分析比较,说明该成型工艺总体上是合理的。该生产线的顺利投产及法国方面满意的验收,也进一步证明了本文模拟方法的有效性和可靠性及计算结果的正确性。