精密成形工程

作者：高玉侠, 刘宁, 章智敏, 金思宇, 孙军

单位：1.长春职业技术大学 机电学院,长春 130022; <br>2.长春理工大学 机电工程学院,长春 130022; <br>3.长春市新金享冷弯型钢有限公司,长春 130038

关键词：冷弯成形,波纹板,COPRA,辊花,轧辊,模态仿真

基金：2024年度吉林省教育厅科学研究项目（JJKH20241782KJ）; 吉林省自然科学基金（20260102277JC）; 2024年度吉林省科技厅&#x0201c;科创专员（科创副总）&#x0201d;项目

目的 为消除波纹板在辊弯成型过程中产生的波纹缺陷,对地铁波纹板在冷弯成型时常出现的残余内应力和边部波浪等问题进行了深入研究。方法 采用弹塑性变形理论并结合专业软件COPRA,建立符合生产标准的宽幅波纹板辊弯成型有限元模型,考虑材料的力学性能和实际工艺影响因素,通过对各道次成型过程的有限元仿真,提前预测成型过程中可能出现的问题,并通过调整工艺参数和优化轧辊设计进行改进。结果 仿真分析结果表明,7、8、11、12、15和16区域的应力应变值均超出了材料极限,导致板带局部应力过大,引发了材料的拉伸塑性变形,基于DTM分析结果,对6个道次的成型角度进行了重新分配,板材初始厚度为0.6 mm,经过16道次的辊压成型,弯角处的板材经历了减薄,最薄处的板厚达到了0.517 mm,减薄率为13.83%,在板材厚度减薄的工程允许范围内。通过安全系数定量分析可知,应变安全系数达到2.39,应力安全系数为1.26,验证了工艺设计的安全性。仿真预测与生产验证的关键指标相对误差均小于10%,表明仿真模型具有良好的预测精度。结论 通过对轧辊进行优化设计,并采用模具调试分析与解决策略,在冷弯成型机组上进行了生产验证,成功解决了地铁辊弯成型过程中宽幅波纹板的质量缺陷问题。该研究方法为辊弯成型提供了科学指导,不仅为宽幅波纹板的工艺设计提供了可靠依据,还为类似产品的工艺优化提供了宝贵参考。

来源：2026年第3期

《精密成形工程》期刊编辑部

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