套筒式力臂补偿器对短棒料V型槽尖端起裂的影响

• 作者: 杨宁 张立军 张军伟 郭伟健 赵升吨 王智伟 田玉臣
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 关键词: 短棒料下料 套筒式力臂补偿器 裂纹起裂 V型槽
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 机械工程? 控制科学与工程|Mechanical Engineering, Control Science and Engineering
• 页码范围: 1482-1492
• 页数: 11页
• 分类号: TK83
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2021.05.010

摘要

针对短棒料在低应力下料中加载力臂过短的难题,提出一种套筒式力臂补偿方法.采用扩展有限元法(XFEM)研究套筒式力臂补偿器参数对短棒料V型槽尖端起裂力、起裂位置、起裂角和起裂前最大Mises应力的影响,并提出短棒料下料断面的起裂质量评价方法.研究结果表明:当增长力臂L4≤20 mm时,V型槽尖端所需起裂力随L4增大而逐渐减小,且起裂角在10°左右变化;当L4≥20 mm时,起裂力的变化稳中有降,变化幅度较小,但起裂角逐渐增大.套筒厚度H对V型槽应力集中效应的影响明显,当H≤4 mm时,V型槽尖端Mises应力随H增大逐渐增大;当H≥4 mm时,Mises应力随H增大逐渐减小.夹持力臂L3对V型槽应力集中效应的影响不明显.直径为13～18 mm、长度为20～25 mm的短棒料的套筒式力臂补偿器的合理参数为L3=18 mm,L4=20 mm,H=4 mm.这种补偿器有利于短棒料V型槽的尖端起裂,起裂衔接系数高,起裂偏距小,且起裂角明显减小.