文档介绍
| 冷弯型钢用途广泛,其在生产中具有周期短、品种多、批量小的特点。国内大多数冷弯工厂都是通过手工计算和使用AutoCAD作图来进行辊花和轧辊设计,耗费了大量时间,无法满足试制周期短的要求。由于品种多,经常要对新产品进行开发,在这个过程中采用尝试法成功率低,开发成本高。因此开发一套软件,能使辊花和配辊设计自动化,仿真设计工艺并对其进行评估,对具体产品的成型工艺参数进行优化,对冷弯设计具有重要的意义。基于这样的背景,本文提出了冷弯设计CAD软件的试研制工作,主要研究内容包括以下方面:首先介绍冷弯型钢生产的基本特点和研究现状,分析工艺CAD的要求,完成待开发软件的需求分析;对当前的各种CAD软件和有限元仿真软件优缺点进行分析,选择使用SolidWorks进行二次开发和ABAQUS进行有限元仿真及优化有较大优越性;然后,分析辊花的传统设计方法,对辊花图程序设计中的难点进行了深入的分析,选择最优的设计理论,运用VBA语言对辊花设计模块进行开发,提出分为二个模块的思想,自创体素分析法避开了计算机图形学的繁琐内容并使任意形状的产品设计成为现实;分析探讨轧辊CAD设计中的难点,深入分析了轧辊分辊片,设置互锁及挡边,设立侧辊的问题,运用VBA对轧辊设计进行软件编制;接着,用一个不等边角钢实例对使用软件建立有限元模型作了深入说明,并对冷弯成型有限元仿真的技术要点作了探讨,从避免发生缺陷,保证成型精度等多种角度对设计方案进行了评估;对当前的各种冷弯优化理论进行介绍,然后对冷弯成型优化进行分析,使用正交设计法设计虚拟试验,建立纵向应变等的数学模型,提出在垂直轧制方向的截面内取一系列节点并评估其在单位长度上的纵向应变差值的方法,确定在保证成型质量的前提下追求道次数最少为优化目标;用不等边内卷边Z型钢成型的实例对如何使用优化方法作了说明,对关键的弯角和轧辊直径等工艺参数进行了优化,得到了最优的生产工艺;最后对论文作总结和展望待完善的方面。本文采用VBA语言基于Solidworks二次开发对冷弯CAD软件进行了研制,设置四个功能模块,其中评估设计方案和优化具体产品的成型工艺参数两个功能为当前市场软件所没有。使用本设计软件,可以大量减少人工设计工作,指导新型冷弯产品的开发,改进现有生产工艺,降低成本。 |
文档标签:
机械设计
