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关于弯曲拉弯加工变形区的应力应变状态

关于弯曲拉弯加工变形区的应力应变状态

关于弯曲拉弯加工变形区的应力应变状态

弯曲是将金属材料(包括板材、线材、管材、型材及毛坯料等)沿夸曲线弯成一定的角度和形状的工艺方法。它是冲压的基本工序之一,在生产中应用相当广泛。根据弯曲成形所用模具及设备不同,李曲方法可分为压弯、拉弯、折弯、滚弯、绕弯等,主要介绍在压力机上进行压李的工艺和弯曲模具的设计。

李曲所使用的模具叫弯曲模,它是弯曲过程必不可少的工艺装备。弯曲开始前,先將平板毛坯放人定位板 1 中定位,然后凸模了下行,凸模与顶杆,将板材压住(可防止板材在李曲过程中发生偏移),实施弯曲,直至板材与凸模、四模8完全贴紧,最后开模,V形件鼓顶杆顶出。


关于弯曲拉弯加工变形区的应力应变状态


弯曲变形区的应力、应变状态

如前所述,板料相对宽度 blr 直接影响板料沿竞度方向的应变,进而影响其应力,因此随着

bit 的不同,会有不同的应力、应变状态。具体分析如下。

(1)应变状态

长度方向(也称切向或纵向)Ea!夸曲变形区内靠板料外侧的纵向纤维56受拉伸长,其纵向应变为拉伸应变 (50二0);靠内侧的纵向纤维aa受压缩短,其纵向应变为压缩应变 (6<0)。并且该应变为绝对值最大的主应变。

厚度方向(也称径向)6:因为弯曲变形时,绝对值最大的主应变是纵向应变。根据塑性变形体积不变定律可知,沿宽度及厚度方向,必然会产生与纵向应变。符号相反的应变的和spo于是


在板料的外侧,因纵向是伸长,放厚度就变薄,其厚向应变为乐应变(6<0);而在板料的内侧,因纵向是缩短,故厚度就安厚.其厚向应变为拉应变(6,>0)。但由于外侧的变薄量比内侧的变厚量多,所以弯曲过程中整个板料的总厚度还是不断空薄的,由原始厚度1变薄到么,其比值 5-4

就称为变薄系数。对于宽板来说,相对弯曲半径 oh 愈小,则变薄愈严重,变薄系数与就愈小。

宽度方向5:宽度方向的变形8与板料宽度尺寸6有密切关系。对于窄板(相对宽度 6/1<3)。

由于材料沿宽度方向尺寸不大,可以自由变形。在外侧,由于纵向纤维伸长,引起宽向缩短,其宽向应变为压应变(6<0):在内侧,由于纵向纤维缩短,引起宽向伸长,其宽向应变为拉应变(8>0)。而整个断面则由矩形变成了扇形(见图 3-6)。对于宽板(相对宽度 blt>3),则由于宽度尺寸较大,其宽向的伸长、缩短受到材料各层纤维之间的相互车制,无法自由变形。因此,可以认为宽度方向没有变形,其应变为零(6=0)。其断面仍保持矩形断面(见图3-6)。

由此可见,窄板弯曲时的应变状态是立体的,而宽板李曲时的应变状态是平面的。

(2)应力状态

长度方向(也称切向或纵向)ce:靠板料外侧的纵向纤维66受拉,其纵向应力为拉应力

(Go>0):靠内侧的纵向纤维aa 受乐,其纵向应力为压应力(oo<0)。

厚度方向(也称径向)。:塑性弯曲时,由于变形区曲率增大,以及金属各层之间的相互挤压作用,从而在变形区内产生径向压应力(G,<0),且在板料表面o,-0,由表及里逐渐递增,至中性层处达到了最大值。

宽度方向心。:宽度方向的应力心与板料宽度尺寸6有密切关系。对于窄板(相对宽度 b/f<3)

由于材料沿宽度方向尺寸不大,可以自由变形,不会受到明显的阳力,因此可以认为沿宽向应力

G,=0;对于宽板(相对宽度 6/1>3),则由于宽向变形受到材料各层纤维之间的相互牵制,引起的宽向应力G6则不为零,外侧收缩受阻为拉应力(50>0),内侧伸长受阻为压应力(56<0)。

从应力状态来看,窄板李曲时的应力状态是平面的,宽板弯曲时的应力状态则是立体的。


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