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文档简介

钢板弯曲成形回弹计算新方法功能介绍《钣金与制作》杂志是中国锻压协会主办的目前国内唯一一本面向钣金制作、管型线材加工行业的综合性高端杂志。杂志为月刊，每月10日出版，每期发行量2万册。钢板折弯成形是当前板材加工过程中非常普遍的工艺，尤其是近些年，钢板的压圆管工艺得到了飞速发展，已成为大型钢管生产的主要手段。钢管折弯和压圆工艺中最难解决的就是回弹问题，这一问题解决不好会造成成形不准确、二次整形、生产效率低下，甚至造成模具因设计不当而报废等诸多方面问题。

基于以上问题，在实际工作中摸索研究，结合钢板弯曲变形时内部应力和应变的变化，推导出了钢板弯曲变形时的理论回弹公式，这一公式的应用对钢板的弯曲成形工艺有着非常积极的意义，在此和大家交流分享。回弹公式的计算分析影响钢板回弹的变形因素主要由3个，即钢板的壁厚、材质和弯曲半径。钢板越厚、材料越软(屈服强度低)、半径越小(曲率大)则回弹越小；反之就越大。下面将对这三个因素对回弹所起作用及彼此之间的相互作用情况进行推导，从而得出较为准确的回弹公式。钢板在弯曲时，被弯曲部位随着弯矩的不断加大而发生弯曲变形，当弯曲达到屈服强度的临界点时，弯曲点的变形在外力撤出时全部回弹，通常把这一临界点的回弹称为钢板弯曲变形的回弹，可用公式(1)表示，如图1所示。ε=σs/E

(1)ε——弹性变形量；σs——屈服强度；E——弹性模量。图1钢板的最大弹性变形实际弯曲时，当弯矩超过临界点继续加大，钢板以板厚的中性层为轴内表面发生压应力屈服，外表面发生拉应力屈服，使得变形不断增加。为了便于计算，假定钢板在发生屈服变形时，板厚不发生变化，并假定钢板变形回弹后应力全部得到释放。图2

钢板的任一无穷小段S（弧度）其变形如图2所示，这是取内、外侧的变形量为Δs。ρ/s＝(ρ+0.5t)/(s+2Δs)＝(ρ－0.5t)/(s－2Δs)

(2)取理论屈服强度σs=345MPa，t=30mm，R=800/2－30/2=385mm，E=210GPa。带入(12)式：ρ=385×30/（30+5×385×345/210000）=348mm所以应该选半径接近348mm的上模。对钢板实际采样检验，实际σs=380，t=28.6mm，重新计算结果：ρ=385×28.6/（28.6+5×385×380/210000）=343mm。结果相差5mm。这一计算结果，经实际验证是准确的。青岛武晓集团有限公司所属的青岛武晓制管有限公司和青岛武晓铁塔有限公司在大型钢管的制作中，应用上面公式制作和选用模具，取得了良好的效果。结束语本文从板材在弯曲变形时内部的应力和应变关系着手，推导出了比较贴近实际变形的理论公式，并通过实际生产，验证了这一公式准确性。该原理就是在模具设计时较为准确地留出回弹量，从而保证成形准确，其不仅应用于中厚板弯曲成形，也

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