陈高翔， 王亚锋

(西安西电高压开关有限责任公司， 陕西 西安 710018)

0 引言

型材弯曲件在汽车、家用电器、船舶、建材等民用领域、导弹及其发射架制造、飞行器制造等军用领域的应用日益广泛.飞机制造中滚弯工艺主要用于成形框肋缘条，机身前后段和发动机短舱的长桁，这些都是组成飞机骨架的受力零件.滚弯加工过程十分复杂，它涉及到几何非线性、材料非线性和接触非线性的多重非线性问题，成型规律不易把握[1-4].

由于滚弯成形过程影响因素很多，传统的物理实验法成本高、周期长，而且存在着各种误差.近年来，有限元分析被认为是对型材弯曲回弹预测的最有效的方法[5,6].本文将运用显式动力学有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对型材滚弯过程进行模拟[5,6],并分析Z型型材滚弯过程腹板中性层的变化，以及成形与回弹过程型材腹板切向应力、应变分布.

1 滚弯成形过程显式有限元模拟

本文模拟数控四轴型材滚弯机的二维成形过程，型材所用材料为7075-O,滚轮材料为45钢.在ANSYS/LS-DYNA中建立的有限元模型[7]如图1所示.型材在上下滚轮的夹持和传导作用下(靠摩擦力进给)向Z轴正向移动，左右滚轮成角度向上运动，上下滚轮为主转动轮,且采用分片组装式结构[8]，左右滚轮在型材的带动下旋转.通过改变左右滚轮的上升位置即可获得不同的滚弯半径的型材弯曲件.在有限元模拟中，材料模型为经典双线随动硬化(BKIN)弹塑性材料模型，型材采用SHELL163单元，滚轮设为刚体.对……