冷弯型钢残余应力分布的理论分析与有限元模拟

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本文分别采用理论分析法和有限元分析法对这两种弯曲成形方式所产生的残余应力进行了研究。以弹塑性弯曲理论全面分析了可能影响冷弯产品残余应力的各个工序,包括带坯卷曲、开卷、展平及弯曲等过程,并分别假设材料为理想弹塑性体与随动硬化体对不同开卷方式下的冷弯残余应力进行了推导计算,获得了冷弯残余应力的计算公式。以此理论预测模型对厚度为4mm、6mm、8mm、10mm的Q345钢和WYS600高强度钢带坯冷弯成形后的残余应力进行了理论计算,通过计算结果与实测结果的对比,验证了该理论方法的可行性,获得了冷弯残余应力在弯曲件弯角处沿厚度方向上的分布规律,并讨论了材料本构关系模型、相对弯曲半径、开卷方式以及钢种种类对冷弯残余应力的影响规律。采用ABAQUS/Explicit动力显式算法,运用有限元分析软件ABAQUS先对厚度为8mm的Q345带坯进行了三道次的连续辊弯成形模拟,使带坯弯曲成90度的成形件,待成形模拟完成后,再采用ABAQUS/Standard静力隐式算法对成形件进行了回弹分析,获得了回弹后弯曲件弯角处残余应力的分布规律,模拟结果与实测结果基本一致。
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