【作 者】韓飛;李沖

　　【引 言】

　　輥彎成形(冷彎成形)是一種高效、節(jié)能、節(jié)材的板材金屬成形綠色工藝，它通過順序配置的多道次成形軋輥，將卷材、帶材等金屬板材逐漸地進(jìn)行橫向彎曲，制成特定斷面的型材[1]。

　　成形力的準(zhǔn)確計算是軋機設(shè)計與工藝優(yōu)化的重要條件，也是決定軋機幾何尺寸與能耗的關(guān)鍵因素。為避免設(shè)備使用過程中出現(xiàn)破壞或需要維修等問題，設(shè)備的設(shè)計能耗必須是實際能耗的數(shù)倍，因此，精準(zhǔn)的計算可以避免誤差過大導(dǎo)致的軋機設(shè)計缺陷。

　　影響輥彎成形力的因素很多，一些研究人員采用簡化的理論模型對成形力進(jìn)行分析研究。韓飛等[2]基于板材為冪次強化材料模型的假定，根據(jù)內(nèi)外力做功相等原理，開發(fā)了輥彎成形力的理論分析模型，其成形力的計算結(jié)果與現(xiàn)有文獻(xiàn)中的實驗數(shù)據(jù)的誤差較小。楊世軍川根據(jù)內(nèi)外力做功相等原理，推導(dǎo)出成形力和扭矩的計算模型，并分析了板厚、變形區(qū)彎角半徑和立邊民度對成形力和扭矩的影響。

　　由于輥彎成形過程的復(fù)雜性，簡化的理論模型通常無法還原金屬板材在輥彎成形過程中的真實力學(xué)特性，因此實驗對輥彎成形力的分析研究相當(dāng)重要，并且在線檢測技術(shù)的進(jìn)步也使輥彎成形實驗中采集的各種參數(shù)更加準(zhǔn)確。

　　TRAUB等[13]根據(jù)施加在輥軸上的扭矩，提出了優(yōu)化輥彎成形過程中軋輥速度的新決策規(guī)則，可大幅度減小輥彎成形過程的能量需求，提高成形效率。JURKOVIC等[14]通過實驗研究了寬幅板材的成形力和扭矩在輥彎成形過程中隨材料強度、板材厚度、板材寬度變化的規(guī)律，推導(dǎo)得出的數(shù)學(xué)模型能優(yōu)化輥彎成形生產(chǎn)系統(tǒng)，提高了生產(chǎn)效率。

　　為研究輥彎成形力的變化規(guī)律，本文采用實驗與理論分析相結(jié)合的方法分析立邊民度和板厚對成形力的影響;采用實驗、理論分析、有限元分析相結(jié)合的方法，對加工硬化效應(yīng)對成形力的影響進(jìn)行分析。

　　【結(jié) 論】

　?。?）板材的成形力隨板寬的增加有不顯著的增大趨勢。成形力的決定因素是板材彎角區(qū)的變形量，立邊民度對成形力的影響相對較小。實驗涉及范圍內(nèi)，成形力隨板寬增加而增大的趨勢緩慢，板寬差值小于40 mm時，成形力的變化率在15%以內(nèi)。

　?。?）起始角度與彎角增量相同時，同種材料、不同板厚的成形力比值基本相同，且成形力與板厚的平方近似成正比。

　?。?）初次成形后，板材彎角區(qū)的硬度顯著提高，加工硬化效應(yīng)明顯，隨著成形道次數(shù)的增加，彎角區(qū)硬度逐漸下降;成形力與材料彎角區(qū)的硬度呈現(xiàn)相同的變化規(guī)律，受加工硬化效應(yīng)和軟化效應(yīng)的影響顯著。變形區(qū)域出現(xiàn)先硬化后軟化的現(xiàn)象是定半徑輥彎成形這種反復(fù)加卸載工藝的典型特點。

　　以下是正文：