一、H型鋼矯直技術(shù)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(guān)于H型鋼類薄壁構(gòu)件在多輥矯直過程中力學(xué)行為的描述存在一定的局限牲。國外有關(guān)H型鋼矯直的文獻(xiàn)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(jìn)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(jī)能夠滿足實際生產(chǎn)中產(chǎn)品尺寸、規(guī)格的擴(kuò)大，提高矯直設(shè)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(guān)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(jī)的力能參數(shù)進(jìn)行了一系列的分析，給出了變輥距矯直機(jī)的水平鎖緊力、軸向力的定量計算公式；通過編制計算機(jī)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(jī)輔助設(shè)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(yīng)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(jī)各上輥壓下量為設(shè)計變量，以矯直機(jī)的驅(qū)動功率為目標(biāo)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(xué)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(fù)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(shè)定壓下量中扣除腹板凹陷變形量和輥子彈復(fù)量后、根據(jù)有效壓下量進(jìn)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(jìn)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(jìn)行進(jìn)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(yīng)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(shù)的研究內(nèi)容
(1)H型鋼矯直變形機(jī)理的進(jìn)一步研究?，F(xiàn)有關(guān)于H型鋼矯直變形機(jī)理的研究都是基于一系列的假設(shè)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(yīng)力、應(yīng)變和殘余應(yīng)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(jī)理，求解多輥矯直的變形過程，將會促進(jìn)H型鋼矯直技術(shù)的研究與發(fā)展，同時也為矯直技術(shù)數(shù)字化打下基礎(chǔ)。
(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(jī)都是引進(jìn)國外的設(shè)備，但在實際生產(chǎn)中，矯直工藝參數(shù)的設(shè)定與調(diào)整仍然根據(jù)經(jīng)驗，缺乏的理論指導(dǎo)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(yīng)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(dāng)?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(xué)根據(jù)。
(3)矯直過程中殘余應(yīng)力的形成及控制機(jī)理的研究。
(4)矯直過程有限元仿真技術(shù)的研究。
三、結(jié)論
(1)針對H型鋼類薄壁異形構(gòu)件，用傳統(tǒng)矯直理論描述其矯直過程中的力學(xué)行為具有一定的局限性。
(2)對H型鋼矯直技術(shù)的研究，可以從矯直機(jī)理、初始彎曲、殘余應(yīng)力的產(chǎn)生及遺傳等方面進(jìn)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(shù)對H型鋼矯直過程進(jìn)行模擬，可以定量地得到應(yīng)力、應(yīng)變和殘余應(yīng)力的大小及其分布規(guī)律，是進(jìn)行H型鋼矯直技術(shù)研究的有利工具。(圖/文www.gynyjd.cn)