·796· 工程科学学报，第37卷，第6期 2 20Fb) 2.0 0 00 1.5 -10 ·一上表面塑性应变 ·一中间层塑性应变 -20 ·一下表面塑性应变 ·拉伸前残余应力分布 -30 ·一弹复后残余应力分布 0.5 40 200 400600 800 1000 50 0 200 4006008001000 板宽/mm 板宽/mm 图12弹塑性后屈曲浪形最终塑性应变()与拉伸前后残余应力分布(b) Fig.12 Final plastic strain distribution (a)and residual stress distribution (b)before and after straightening 在几mm左右，厚度方向各位置的残余弯曲应力水 条件下带材初始浪形陡度与残余陡度之间的关系曲线 平较大，其厚度上下表面与中心层的最终塑性应变 如图13所示.仿真发现，无论是弹性后屈曲浪形还是 分布存在差异，这种差异在边部浪形区域尤为显著. 弹塑性后屈曲浪形，当初始浪形陡度较小时，带材经过 边部浪形位置塑性应变最小，中部平坦位置塑性延 拉伸后不再表现出浪形缺陷，平坦度很好，不残留 伸最大，由边部到中部变化率逐渐减小.观察图12 浪形 (b),薄带材弹性回复后的残余应力分布形式与初始 观察图13(a),随着初始陡度的增大，厚度为0.10 分布差异很大，边部依旧表现为压应力，带材中部由 mm和厚度为0.05mm的两种弹性后屈曲浪形带材的 拉应力变为压应力，新的拉应力位置在靠近边部位 残余浪形陡度均表现线性增加. 置出现，最终残余应力水平约为初始残余应力的13~ 观察图13(b),弹塑性后屈曲浪形带材的残余浪 1/2. 形陡度随着初始浪形陡度的增大而增大，且变化越来 越快，对于0.5mm厚的带材，曲线在(0.032,0.040)之 3 浪形矫直功效影响因素分析 间的变化率显著小于(0.057,0.076)之间的变化率，说 带材在拉伸矫直过程前后浪高和波长均发生变 明弹塑性后屈曲浪形带材的残余浪形的陡度对初始陡 化，选择浪形陡度作为表征浪形大小的指标，用于分析 度十分敏感 拉伸设备的矫直功效 3.2带材厚度 3.1初始陡度 带宽1m,拉伸位移20mm,弹性后屈曲浪形和弹 带宽1m:拉伸位移20mm;弹性后屈曲浪形和弹 塑性后屈曲浪形屈服极限分别为300和100MPa,弹性 塑性后屈曲浪形屈服极限分别为300MPa和I00MPa 后屈曲浪形和弹塑性后屈曲浪形的带材厚度分别为 0(回 3 一带厚0.05mm 色6 。-带厚0.5mm ·一带厚0.10mm 带厚0.20mm ◆一带厚1.0mm -带厚2.0mm 3 0 4 6 0 0 2 4 初始陡度/103 初始陡度/102 图13两类浪形带材的拉伸矫直残余浪形陡度与初始陡度的关系.(a)弹性后屈曲浪形：()弹塑性后屈曲浪形 Fig.13 Relationships between residual steepness and initial steepness of the two types of wave-shaped defects:(a)elastic-buckling wave:(b)elas- tic-plastic-buckling wave工程科学学报，第 37 卷，第 6 期 图 12 弹塑性后屈曲浪形最终塑性应变(a)与拉伸前后残余应力分布(b) Fig． 12 Final plastic strain distribution (a) and residual stress distribution (b) before and after straightening 在几 mm 左右，厚度方向各位置的残余弯曲应力水 平较大，其厚度上下表面与中心层的最终塑性应变 分布存在差异，这种差异在边部浪形区域尤为显著． 边部浪形位置塑性应变最小，中部平坦位置塑性延 伸最大，由边部到中部变化率逐渐减小． 观察图 12 ( b) ，薄带材弹性回复后的残余应力分布形式与初始 分布差异很大，边部依旧表现为压应力，带材中部由 拉应力变为压应力，新的拉应力位置在靠近边部位 置出现，最终残余应力水平约为初始残余应力的 1 /3 ～ 1 /2． 图 13 两类浪形带材的拉伸矫直残余浪形陡度与初始陡度的关系． (a) 弹性后屈曲浪形; (b) 弹塑性后屈曲浪形 Fig． 13 Relationships between residual steepness and initial steepness of the two types of wave-shaped defects: (a) elastic-buckling wave; (b) elas￾tic-plastic-buckling wave 3 浪形矫直功效影响因素分析 带材在拉伸矫直过程前后浪高和波长均发生变 化，选择浪形陡度作为表征浪形大小的指标，用于分析 拉伸设备的矫直功效． 3. 1 初始陡度 带宽 1 m;拉伸位移 20 mm;弹性后屈曲浪形和弹 塑性后屈曲浪形屈服极限分别为 300 MPa 和 100 MPa 条件下带材初始浪形陡度与残余陡度之间的关系曲线 如图 13 所示． 仿真发现，无论是弹性后屈曲浪形还是 弹塑性后屈曲浪形，当初始浪形陡度较小时，带材经过 拉伸后 不 再 表 现 出 浪 形 缺 陷，平 坦 度 很 好，不 残 留 浪形． 观察图 13(a)，随着初始陡度的增大，厚度为 0. 10 mm 和厚度为 0. 05 mm 的两种弹性后屈曲浪形带材的 残余浪形陡度均表现线性增加． 观察图 13( b)，弹塑性后屈曲浪形带材的残余浪 形陡度随着初始浪形陡度的增大而增大，且变化越来 越快，对于 0. 5 mm 厚的带材，曲线在(0. 032，0. 040)之 间的变化率显著小于(0. 057，0. 076)之间的变化率，说 明弹塑性后屈曲浪形带材的残余浪形的陡度对初始陡 度十分敏感． 3. 2 带材厚度 带宽 1 m，拉伸位移 20 mm，弹性后屈曲浪形和弹 塑性后屈曲浪形屈服极限分别为 300 和 100 MPa，弹性 后屈曲浪形和弹塑性后屈曲浪形的带材厚度分别为 ·796·