第41卷第12期 Vol. 41No. 12
饭压技术
FORGING & STAMPING TECHNOLOGY
辊弯成形中成形力的理论分析和有限元仿真
韩飞，朱德鹏
（北方工业大学机械与材料工程学院，北京100144）
2016年12月 Dec.2016
摘要：基于板料为毒次强化材料模型的假定，根据外力做功与板料变形所消耗的内功相等的原理，建立了辑弯成形的理论分析模型，得出了成形力的数学计算公式，分析了各工艺参数对成形力的影响趋势。为了验证理论计算的有效性，建立了辑弯
据吻合良好；采用成形力计算公式的计算结果与现有文献中的实验测试数据符合程度较好
关键词：辑弯成形；成形力；霉次强化材料模型；Explicit模块 DOI: 10. 13330/j. issn. 1000-3940. 2016. 12. 026
中图分类号：TG334.13
文献标识码：A
文章编号：1000-3940（2016）12-0150-06
Theoretical analysis and numerical simulation on forming force in rolling
Han Fei, Zhu Depeng
( College of Mechanical and Materials Engineering, North China University of Technology, Beijing 100144, China)
Abstract : Based on assumptions of power strain-hardening model for sheet, and the equal principle of extemal work and intermal energy dissipated by deformation, a theoretical expression of forming force was obtained. Then, the influences of technological parameters on the foming force were analyzed. In order to verify the validity of theoretical results, a FEA model of rolling U-shaped profile was established, and the rolling process was simulated. The result shows a good agreement of forming force between theory and numerical simulation. Cal-
culation results by using formula for forming force are in well aceordance with the experimental data in the existing literature Key words : rolling; forming force; power strain-hardening model; Explicit module
成形力是辊弯成形中极为重要的一个参数，涉及到设备强度、工艺规程等诸多方面的问题。国内外对于成形力方面的理论和实验研究已取得一定的成果，但是从总体来看，缺乏一定的系统性[1-10] 本文在研究和分析国内外相关文献的基础上，通过掌握文献中的研究思路和分析方法，进而找出其中的不足并且加以修正，使其更为合理有效。因此，本文基于幂次强化材料模型，得出板料变形过程中所消耗的内功：根据外力做功与内力做功相等的原
得到了成形力的理论计算表达式。
理，
为了验证计算公式的合理性，进行了辑弯成形有限元仿真分析。最后，还将成形力的理论计算结果与现有文献中的实验测试数据进行了对比，发现两者的符合程度较高，相对误差大多在20%以内，
收稿日期：20160425；修订日期：20160716
基金项目：北京市委组织部高创计划“青年授尖人才支持计划" 项目（2014000026833ZK12)
作者筒介：韩飞（197了-），男，博士，教投万方数据ail：hanfei@neut.edu.cn
可以用于指导生产实践。
成形力计算
在实际辑弯成形过程中，板料变形极为复杂，同时
存在着横向弯曲、纵间拉伸变形、面外弯曲变形以及纵向弯曲变形。在相关文献的理论研究基础上，假定材料为靠次强化材料模型，按照内力做功与外力做功相等的原理，得到了成形力的数学计算表达式[11-12]
为计算板料变形所消耗的内功，忽略了基于立边部分的面外弯曲变形和腹板部分纵向弯曲变形所消耗的成形功W，和W，，并且假设板料的变形使得塑性变形功最小]。得出了板料在两道次之间发生变形所消耗的总成形功为：
W KL8.
(W, + W.)dz :
+2
(2n+I R" (n + 1)(n + 2)
Kt
2n+l (n + 1) (2n + 3)
2# +3
（1）P） dz