2-savol: Rulonni shakllantirish asboblarini loyihalashda orqaga qaytish effekti qanday bashorat qilinadi va kompensatsiya qilinadi, ayniqsa, yuqori quvvatli po'lat uchun (HSS) profillar?
The orqaga qaytish effekti- materialning plastik deformatsiyaga uchraganidan keyin elastik tiklanishi - rulonni shakllantirishdagi eng katta texnik muammodir., ayniqsa qayta ishlashda Yuqori quvvatli po'lat (HSS). Bashorat va kompensatsiya nazariy modellarning kombinatsiyasiga tayanadi, empirik ma'lumotlar, va murakkab raqamli simulyatsiya usullari.
1. Springback fizikasi
Burilish sodir bo'ladi, chunki bükme jarayonida qo'llaniladigan barcha stresslar doimiy sabab bo'lmaydi (plastik) deformatsiya; sifatida stressning bir qismi materialda qoladi qoldiq elastik kuchlanish. Materiallar rulonli stenddan chiqqanda, shakllantirish yuki olib tashlanadi, va bu saqlangan elastik energiya chiqariladi, qismning oxirgi egilish burchagi ochilishiga olib keladi (kattalashtirish; ko'paytirish) va radiusni asbobning shakli bilan solishtirganda oshirish.
A. Orqaga qaytish burchagi (\(\Delta \alpha\))
Qattiq burchak orasidagi farq (\(\alpha_d\)) va oxirgi qism burchagi (\(\alpha_p\)) orqaga qaytish burchagi hisoblanadi (\(\Delta \alpha\)):
B. Orqaga qaytish nisbati (\(S_R\))
Umumiy o'lchov bu orqaga qaytish nisbati, \(K\), bu oxirgi radiusning nisbati (\(R_f\)) boshlang'ich radiusga (\(R_i\)):
Muvaffaqiyatli dizayn uchun, asboblar radiusi (\(R_{\matn{asbob}}\)) kichikroq radiusga **haddan tashqari egilgan** bo'lishi kerak (\(R_{\matn{asbob}} < R_{\matn{final}}\)) kompensatsiya qilish.
2. Bashorat qilish uchun nazariy modellar
Qaytishning kattaligi elastik modulga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir (\(E\)) va hosildorlik kuchi (\(\sigma_y\)), va material qalinligiga teskari proportsional (\(t\)) va egilish radiusi (\(R\)).
A. Oddiy egilish nazariyasi (Soddalashtirilgan tenglama)
Radius bo'ylab egilgan material uchun \(R\) va qalinligi \(t\), egrilikning o'zgarishi uchun soddalashtirilgan munosabat (\(\Delta \kappa = \frac{1}{R_f} – \frak{1}{R_{\matn{asbob}}}\)) ko'pincha bilan yaqinlashadi:
Bu tenglama **yuqori rentabellik kuchini ta'kidlaydi (\(\sigma_y\)) sezilarli darajada ko'proq qaytishga olib keladi** (ga proportsional \(\sigma_y^2\)), shuning uchun HSS katta qiyinchilik tug'diradi. Po'latning mustahkamligi qanchalik baland bo'lsa (masalan., AHSS, DP po'lat), qoldiq elastik energiya qanchalik katta bo'lsa.
B. Moddiy xususiyatlarning ta'siri
Orqaga qaytishni bashorat qilish uchun asosiy kirish parametrlari:
- Hosildorlik kuchi (\(\sigma_y\)) va eng yuqori kuchlanish kuchi (UTS): HSS ancha yuqori \(\sigma_y\), orqaga qaytish kattaligini keskin oshiradi.
- Elastik modul (\(E\)): Ko'pgina po'latlar uchun, \(E\) nisbatan doimiydir (taxminan. \(200 \matn{ Gpa}\)), lekin bu umumiy qattiqlikka ta'sir qiladi.
- Deformatsiyaning qattiqlashishi ko'rsatkichi (\(n\)): Shakllanish jarayonida yuzaga keladigan qattiqlashuv miqdori samarali ta'sir qiladi \(\sigma_y\) keyingi o'tishlarda, hisoblashni murakkablashtiradi.
3. Asboblarni loyihalashda kompensatsiya strategiyalari (Haddan tashqari egilish)
Kompensatsiya **asbob profilini loyihalash orqali erishiladi (gul naqsh)** oxirgi kerakli qism profilidan bir oz farq qilish uchun.
A. To'g'ridan-to'g'ri haddan tashqari egilish
Bu eng keng tarqalgan texnika. Yakuniy pasda, rulonlarning burchagi (\(\alfa_{\matn{rulon}}\)) maqsadli burchakdan kichikroq qilingan (\(\alfa_{\matn{maqsad}}\)) bashorat qilingan orqaga qaytish burchagiga teng miqdorda (\(\Delta \alpha\)):
HSS uchun, bu haddan tashqari egilish miqdori yumshoq po'latdan sezilarli darajada kattaroqdir, ba'zan ko'proq plastik deformatsiyani keltirib chiqarish uchun rulon bo'shliqlarini material qalinligidan qattiqroq yopishni talab qiladi.
B. Kuchlanishning egilishi (Cho'zish)
Formalash jarayonida chiziqqa boshqariladigan **bo'ylama taranglikni** qo'llash orqaga qaytishni sezilarli darajada kamaytirishi mumkin.. Kuchlanish neytral egilish o'qini egilish radiusining ichki tomoniga siljitadi, materialning ko'proq kesimini plastik valentlik zonasiga majburlash va elastik deformatsiya tarkibini kamaytirish. Bunga odatda foydalanish orqali erishiladi:
- Buzilish rulonlari: Dastlabki stendlarda, rulolar orasidagi bo'shliq markaziy tarmoqni biroz cho'zish uchun o'rnatiladi.
- Nazorat ostidagi yechish/oziqlantirish: Dekoilerdagi orqa kuchlanish aniq tartibga solinishi mumkin.
4. Chekli elementlar usuli (FEM) Simulyatsiya
Murakkab HSS profillari uchun (C/Z Purlins kabi, Decking, yoki Avtomobil nurlari), ko'p o'tishli kümülatif effektlar va murakkab uch o'lchovli stress holatlari tufayli nazariy modellar etarli emas.. Chekli elementlar usuli (FEM) simulyatsiya qilish majburiydir.
FEM jarayoni o'z ichiga oladi:
- Meshing: Metall chiziq minglab kichik elementlarga bo'lingan.
- Modellashtirish: Rolik profillari, moddiy xususiyatlar (shu jumladan anizotropiya va qattiqlashuv egri chizig'i), va ishqalanish koeffitsientlari kiritiladi.
- Simulyatsiya: Stendlar bo'ylab chiziqning progressiv harakati simulyatsiya qilingan, har bir element uchun stress va kuchlanish tarixini kuzatish.
- Yukni tushirish/spiringni hisoblash: Yakuniy pasdan keyin, simulyatsiya qilingan shakllantirish yuklari olib tashlanadi, va dasturiy ta'minot yakuniy profil shaklini yuqori aniqlik bilan bashorat qilish uchun modelning elastik tiklanishini hisoblab chiqadi.
- Takrorlash: Keyin rulon dizayneri rulon geometriyasini o'zgartiradi (haddan tashqari egilish burchagi va radiusi) Simulyatsiya qilingan yakuniy shakl maqsadli spetsifikatsiyalarga mos kelguncha dasturiy ta'minotda, jismoniy asboblarni kesishdan oldin o'nlab iteratsiyalarni o'z ichiga olishi mumkin bo'lgan jarayon.
qisqa bayoni; yakunida, orqaga qaytish uchun kompensatsiya, ayniqsa HSS rulosini shakllantirishda, oddiy nazariy tamoyillardan ilg'or hisoblash mexanikasigacha rivojlanadi (FEM) va nozik asboblar dizayni (haddan tashqari egilish va kuchlanish egilishi) yakuniy mahsulot talab qilinadigan qattiq o'lchamli toleranslarga javob berishini ta'minlash.
