减振钢板的弯曲成形性研究.docVIP

减振钢板的弯曲成形性研究 减攘钢板的 弯曲成形牲研究 北京科技大学王波康永林 宝钢集团公司钢研所吴洪军,/, ____●__●一 %;4 U#/lqi 【AbstractJApplicationofshockabsorbingstedsheetisa口eanBforredezi~gautomobilenoise.Experimentinvestigation workismade抽bertdingpropertydtheshockabsorbingsteelsheetbvmeansofthebentsampleproducedwithadesignedV— shapebendi~dieandMTSSIOmaterialtestingmachine.Thefeaturethatshockabsorbingsteelsheetappearslike’’8,ellgull’.is explainedandtheoreticalanaXy~sisalsocarriedo11tforthesteelsheet. 【摘要】减振钢板的应用是降低汽车噪声的一种手段.刺用所设计的V形弯曲模具和~TSSIO材料试验机弯曲 试样,对减振钢板的弯曲性能进行了试验研究.阐明了减振钢板弯曲肘试样呈”鸱翼”状这一特点,对减振钢板V形 弯曲的理论进行了分析. 1前言 减振钢板由两层钢板中间夹一层树脂组成.表 层钢板与中间树脂之间存在力学性能上的差异,使 它们的变形不协调,产生错动量.由田征史…研究的 减振钢板弯曲变形结果显示,两层钢板间的最大错 动量随着表层钢板厚度的增加而增大,也随着弯曲 半径的减小而增大;减振钢板作V形弯曲加工时会 产生鸥翼”状的折曲现象,这是由于弯曲加工时产 生了树脂的剪切变形并且这种剪切变形在端部内 部被消腺而产生的.同时他认为采用异材质,差厚 贴合的减振钢板可以消除上述缺陷.柚鸟也提出 一 系列方法来消除上述缺陷,如增大工具支点间距 离,分离凹模法,背压弯曲法等. 本文利用所设计的弯曲试验模具对宝钢生产 的减振钢板弯曲特性进行了试验研究和分析. 2试验过程 2.1试验装置 为研究减振钢板的弯曲性能,自行设计了v形 1999年第1l期 弯曲模具,构造如图1所示.该模具包括一个砷.的 凹摸,4个冲头,挡板和夹头.4个冲头的圆弧半径 R分别为1.5mm,3mm,5mill和8illm.夹头是根据 MTs8lO材料试验机上卡头设计的,可与MTS810材 料试验机配合使用.在试验过程中,通过选用不同 的冲头来达到不同圆弧半径的要求;通过控制压下 量来实现不同的弯曲角度. 央头 冲叉 凹模 夹头 图1V形弯曲模具构造圈 2.2试样制备. 将钢板加工成150mm×50mm的方形(端面平 整光措),利用激光在端面刻线,如图2所示. 31～ 材料?工艺?设备 减振钢板作v形弯曲成形时,本来应该是很直 的端部呈现出”鸥翼”状的折曲现象(如图l0所 示).这就意味着树脂的剪切变形使内外表层钢板 在长度方向存在线长差,这种线长差由于在内部被 消除,导致了端部向相反方向弯曲,折曲角度随弯 曲角度,弯曲半径的减小而增大. 图10藏振钢板v形弯曲时的折曲现象 4分析与讨论 通过分析减振钢板特有的变形特征,受力特 点,推出相应的力学解析式如下,建立坐标系如图 11所示. 图11藏振钢板弯曲后几何形状坐标系及应变图 图11中,,为沿着中间层和垂直中间层建立 的坐标;t为表层钢板厚度;P为中间层韵曲率半 径;e,为中问层和外表层的应变. e 寺一e言..() 2e=_d8 dX(0≤e≤寺)(2)ZD 式中,为弯曲外侧表面应变;n为弯曲内佣表面 应变. 各层应力应变关系为: = (J自J)(晶)=1,2(3) =?()-” 3 式中,为某一层应力;为平均应力;自为某一 层应变;为应变硬化指数;A为系数. 树脂剪切应变为: 1999年第1l期 =rgI1(6)(c一定)(4) 式中,为剪切应变;为极限剪切应变;6为错动 量. 钢板单元受力图如图l2所示. 图12藏振钢板弯曲后表层钢板弯曲单元受力分析圈 图l2中,|vL,肛为表层钢板横向力;为树脂 的剪切应变;M为弯曲力矩;Q为剪切力. 建立平衡方程如下. 掣+Q=o(5)dX 警+(|】+)掣=0dX(6)4 一业--T=02dx(7)山 一 …o(8)山地 由以上各式可得: _=lf=高可[(+1)+2)] (9) NI-N2=(一)(10) 上式中=一e+上 P 图l3表示减振钢板(长2)经v型弯曲后的状 态.因此得: .一N2=2rc一L)(11) 厶=D(≤) a.弯曲区【O≤≤P=R(一定)】 经推导得: 占=2rc一)2/+口一)(12) =l一N,2fc n.=(No一)/B(13) o=一Z4f(2)