[发明专利]一种棒材二辊矫直的回弹预测模型

摘要

本发明涉及一种棒材二辊矫直的回弹预测模型，属于二辊矫直机技术领域。首先，确定棒材矫直时应力中性层的偏移量；接着，依据不同规格棒材矫直工艺和变形特点，确定出变形硬化系数和拉压应力分布；在此基础上结合纯弯曲和回弹理论，确定出回弹弯矩和矫直挠度回弹预测模型。回弹挠度与以下变量有关：={R，σ_t，λ，ξ，Ψ，κ，I，E，L，B，n，R₀，R_w，P，τ}其中，R为棒材半径；σ_t为屈服极限；λ为硬化系数；ξ为弹区比；Ψ为中性层偏移半径比；κ为反弯曲率；I为棒材截面惯性矩；E为弹性模量；L为三点弯曲中两端点间距离；B为塑性系数；n为硬化指数；R₀为初始弯曲半径；R_w为反弯半径；P为矫直力；τ为修正系数。本发明可以更真实反映矫直变形过程，完善矫直理论；准确预测矫直过程中的回弹量，为辊形设计与工艺参数制定提供依据。

主权项

1.一种棒材二辊矫直的回弹预测方法，其特征是：将被矫棒材的塑性变形硬化规律和被矫棒材弯曲时的应力中性层偏移现象考虑到棒材二辊矫直回弹的预测过程中，包括被矫棒材弯曲时应力中性层偏移值确定、被矫棒材的塑性变形硬化系数确定、被矫棒材回弹弯矩确定以及被矫棒材回弹挠度确定；首先，依据二辊矫直变形工艺特点和弹塑性压力中性层偏移理论，由方程式确定被矫棒材弯曲时应力中性层的偏移值，式中，R₀为棒材初始弯曲半径，R_w为棒材反弯半径，P为矫直力，d为棒材直径，Q＝0.866·(σ_t/B)^1/n且与材料性能相关，σ_t为屈服极限，B为材料塑性系数，n为材料硬化指数，τ为修正系数且由相关实验或模拟拟合得到；接着，从二辊矫直理论和不同规格棒材塑性变形规律角度，确定被矫棒材塑性变形硬化系数的方程式为式中，λ为线性硬化系数，E'为强化模量，E为弹性模量，σ_t为屈服极限，ε_t为弹性极限应变，d为棒材直径，为5ε_t对应的应力，为10ε_t对应的应力，通过室温拉伸实验设备测得E、σ_t、及ε_t；然后，将被矫棒材弯曲时应力中性层偏移值和被矫棒材塑性变形硬化系数考虑到纯弯曲回弹弯矩方程式式中，R为棒材直径，σ_t为屈服极限，λ为线性硬化系数，ξ为弹区比，ψ为中性层偏移量与棒材半径比值；最后，棒材矫直挠度的回弹预测方程式为式中，E为弹性模量，M为回弹弯矩，L为三点弯曲中两端点间的距离，κ为棒材反弯曲率，I为棒材截面惯性。