一、H型鋼矯直技術的研究現(xiàn)狀
國內(nèi)針對H型鋼矯直展開的研究系統(tǒng)、全面，但關于H型鋼類薄壁構件在多輥矯直過程中力學行為的描述存在一定的局限牲。國外有關H型鋼矯直的文獻發(fā)表的較少。
在H型鋼矯直穩(wěn)定性的研究中，得出可以用矯直力和壓下量表示H型鋼的臨界失穩(wěn)條件，并從理論上進行了證明。在對H型鋼變輥距矯直的研究中提出：變輥距矯直機能夠滿足實際生產(chǎn)中產(chǎn)品尺寸、規(guī)格的擴大，提高矯直設備的利用率；采用變輥距可調(diào)節(jié)均衡全部輥子的矯直力；通過變輥距，可建立相鄰彎曲單元之間的協(xié)調(diào)關系，消除干涉，實現(xiàn)壓下規(guī)程的優(yōu)化。在H型鋼定輥距矯直的工藝方案及壓下規(guī)程的研究中，運用傳統(tǒng)矯直理論證明了大變形矯直方案比小變形矯直方案的矯直精度高。
專家對變輥距矯直機的力能參數(shù)進行了一系列的分析，給出了變輥距矯直機的水平鎖緊力、軸向力的定量計算公式；通過編制計算機程序，實現(xiàn)了H型鋼等七種任意材料、任意型號型鋼的力能參數(shù)計算及矯直規(guī)程制定的計算機輔助設計。其研究工作具有一定的實用價值，但是并沒有突破傳統(tǒng)矯直理論的范疇。
應用彈塑性彎曲和優(yōu)化理論，提出在矯直質(zhì)量的前提下，以矯直機各上輥壓下量為設計變量，以矯直機的驅(qū)動功率為目標函數(shù)，建立以滿足咬入條件和倒數(shù)第二輥處的殘余曲率等于零為約束條件的優(yōu)化數(shù)學模型，得到了能耗小的壓下規(guī)程。
研究發(fā)現(xiàn)，與其它型鋼矯直不同，H型鋼由于采用了矯直輥直接壓彎腹板帶動翼緣彎曲的矯直方式，必然會引起斷面復雜的變形—腹板凹陷變形、翼緣角度變形及腹板增高等。在矯直過程中翼緣的彎曲變形及變形解析是：從設定壓下量中扣除腹板凹陷變形量和輥子彈復量后、根據(jù)有效壓下量進行的定量解析；雖然H型鋼的輥式矯直是通過壓下腹板來間接對翼緣進行彎曲變形的，基于單純彎曲的矯直理論仍然有可能適用。
對腹板凹陷變形進行進一步的分析，指出考慮到腹板凹陷時，H型鋼矯直實際壓下量應為理論壓下量加上腹板凹陷量。利用ANSYS有限元軟件，建立了H型鋼矯直時一個矯直單元的有限元仿真模型，確定了影響腹板凹陷變形的主要因素有矯直力、矯直輥與軋件間的側(cè)向間隙，以及矯直輥的圓角半徑，并給出了影響規(guī)律。
二、H型鋼矯直技術的研究內(nèi)容
(1)H型鋼矯直變形機理的進一步研究?，F(xiàn)有關于H型鋼矯直變形機理的研究都是基于一系列的假設之上，研究結(jié)果大多屬于定性的，缺少定量地描述和分析。系統(tǒng)、定量地分析研究H型鋼矯直過程中應力、應變和殘余應力的大小及其分布，從根本上弄清H型鋼矯直過程的變形機理，求解多輥矯直的變形過程，將會促進H型鋼矯直技術的研究與發(fā)展，同時也為矯直技術數(shù)字化打下基礎。
(2)初始彎曲程度對H型鋼矯直工藝參數(shù)及矯直質(zhì)量的影響。實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，來料的初始形態(tài)對軋件的矯后精度影響較大。盡管目前國內(nèi)H型鋼專業(yè)生產(chǎn)廠家的輥式矯直機都是引進國外的設備，但在實際生產(chǎn)中，矯直工藝參數(shù)的設定與調(diào)整仍然根據(jù)經(jīng)驗，缺乏的理論指導和可靠的數(shù)據(jù)。如對矯直質(zhì)量起重要作用的壓下量，為適應來料狀態(tài)的波動，生產(chǎn)中每換一種規(guī)格、甚至同批量的軋件都需要操作工憑經(jīng)驗作出適當?shù)恼{(diào)整，這樣不僅費時、費料而且往往不夠穩(wěn)定。確定H型鋼矯前初始形態(tài)對矯直工藝參數(shù)的影響規(guī)律、對矯直質(zhì)量的影響程度并實現(xiàn)定量化，將為實際生產(chǎn)中工藝規(guī)程的制定和工藝參數(shù)的優(yōu)化提供科學根據(jù)。
(3)矯直過程中殘余應力的形成及控制機理的研究。
(4)矯直過程有限元仿真技術的研究。
三、結(jié)論
(1)針對H型鋼類薄壁異形構件，用傳統(tǒng)矯直理論描述其矯直過程中的力學行為具有一定的局限性。
(2)對H型鋼矯直技術的研究，可以從矯直機理、初始彎曲、殘余應力的產(chǎn)生及遺傳等方面進行深入展開。
(3)建立合理、高效的有限元模型，利用數(shù)值仿真技術對H型鋼矯直過程進行模擬，可以定量地得到應力、應變和殘余應力的大小及其分布規(guī)律，是進行H型鋼矯直技術研究的有利工具。(圖/文www.yj-jz.cn)