套筒式力臂补偿器对短棒料Ⅴ型槽尖端起裂的影响

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L_(4)≤20 mm时,Ⅴ型槽尖端所需起裂力随L_(4)增大而逐渐减小,且起裂角在10°左右变化;当L_(4)≥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L_(3)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L_(3)=18 mm,L_(4)=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。