热轧带肋钢筋弯曲成形回弹角度影响因素分析与参数优化

发布时间：2017-07-31 13:05

  本文关键词：热轧带肋钢筋弯曲成形回弹角度影响因素分析与参数优化

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【摘要】：钢筋弯曲成形件是连接、固定线材和棒材钢筋的主要零件,其质量的高低对钢筋混凝土构件的性能具有重要影响。随着钢筋弯曲件生产逐渐由钢筋加工配送中心取代施工现场的加工方式,这就对钢筋弯曲成形件的质量提出了更高的要求。钢筋弯曲成形工艺可加工复杂形状、大尺寸、大边长的钢筋弯曲成形件,具有广阔的发展和应用前景。鉴于此,研究与钢筋弯曲成形质量有关的因素,找到提高钢筋弯曲成形件质量的方法就有了很重要的理论价值和现实意义。钢筋弯曲成形产品的质量验收标准主要包括尺寸偏差和角度偏差,其中角度偏差受到回弹角度的影响较大。本文结合钢筋弯曲成形基本理论与钢筋弯曲成形工艺的特点详细分析了钢筋弯曲成形回弹角的影响因素。基于弹塑性有限元理论运用MSC.Marc软件建立了钢筋弯曲成形系统有限元模型,并以正交试验的手段分析了主要因素对回弹角度影响的规律性和显著性;设计了现场实验方案并进行现场实验,通过调整相关参数测得了每组实验的回弹角度,并分析得到了主要因素对回弹角度影响的规律性和显著性,与模拟仿真对比并验证仿真的准确性。以仿真结果作为训练样本,利用Matlab建立基于BP神经网络以显著性参数为输入、钢筋弯曲成形回弹角度为输出的预测模型,并以预测模型为基础,利用GUI图形用户界面开发设计钢筋弯曲成形回弹角度的预测界面,并利用该GUI图形用户界面来指导适当条件下特定HRB400钢筋弯曲加工实际生产。最后结合钢筋正向弯曲仿真结果的方差分析,选定了4个试验因素,通过正交试验极差分析法得到所选4个试验因素对钢筋反向弯曲成形回弹角度影响的显著性,提出了一种减小钢筋反向弯曲成形回弹角度的方案,经仿真验证,反向回弹角满足行业标准的角度偏差要求,说明该改进方案可行。本文采用理论与仿真分析相结合的方法建立了钢筋弯曲系统模型,对影响钢筋弯曲成形回弹角度的因素进行了系统的分析,这样的研究思路可以为同类钢筋弯曲成形机的设计和研发提供参考。同时也为钢筋加工与配送工法的编制提供了支撑。
【关键词】：钢筋弯曲成形 回弹角度 正交试验 神经网络 回弹预测 反向弯曲
【学位授予单位】：沈阳建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG306
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 前言13-14
• 1.2 钢筋弯曲成形技术国内外研究现状14-16
• 1.2.1 国外研究现状14
• 1.2.2 国内研究现状14-15
• 1.2.3 发展趋势15-16
• 1.3 课题来源和研究意义16
• 1.3.1 课题来源16
• 1.3.2 课题研究的主要意义16
• 1.4 主要研究内容及流程16-19
• 1.4.1 研究内容16-17
• 1.4.2 研究流程17-19
• 第二章 钢筋弯曲成形理论与有限元建模19-37
• 2.1 引言19-21
• 2.1.1 MSC.Marc软件简介19-20
• 2.1.2 基于MSC.Marc有限元单元法的基本步骤20-21
• 2.2 钢筋弯曲成形理论基础21-25
• 2.2.1 钢筋弯曲成形原理21
• 2.2.2 钢筋弯曲弹塑性理论21-23
• 2.2.3 钢筋弯曲过程受力和几何变形特点23-24
• 2.2.4 钢筋弯曲成形过程有限元算法的概述24-25
• 2.3 钢筋弯曲成形回弹系统有限元模型的建立25-34
• 2.3.1 前处理建模25-26
• 2.3.2 有限元网格的划分26-28
• 2.3.3 材料特性的定义28-29
• 2.3.4 接触条件的定义29-30
• 2.3.5 边界条件的定义30-31
• 2.3.6 载荷工况31
• 2.3.7 作业参数的定义并提交运行31-33
• 2.3.8 后处理及仿真结果的提取33-34
• 2.4 光圆钢筋补偿系数法34-36
• 2.4.1 光圆钢筋回弹角度补偿系数34-35
• 2.4.2 带肋钢筋弯曲回弹仿真方法35-36
• 2.5 本章小结36-37
• 第三章 钢筋弯曲回弹仿真分析与现场实验分析37-58
• 3.1 引言37
• 3.2 钢筋弯曲回弹的正交试验设计37-49
• 3.2.1 正交试验原理37-38
• 3.2.2 弯曲成形回弹影响因素38-43
• 3.2.3 试验方案43-44
• 3.2.4 正交表的选取44-46
• 3.2.5 试验结果分析46-49
• 3.3 弯曲回弹的现场实验分析49-56
• 3.3.1 实验基地的工作条件与研究基础49-50
• 3.3.2 实验设备机型简介50-51
• 3.3.3 实验方案51-53
• 3.3.4 回弹角度测量及数据处理53-55
• 3.3.5 误差分析55-56
• 3.4 本章小结56-58
• 第四章 钢筋弯曲回弹角度的预测与应用58-74
• 4.1 引言58
• 4.2 显著性因素分析58-60
• 4.3 BP神经网络理论60-61
• 4.4 基于BP神经网络的钢筋弯曲成形回弹角度的预测61-67
• 4.4.1 神经网络的数据规范化与网络模型初始化61-63
• 4.4.2 神经网络的训练63-65
• 4.4.3 BP神经网络回弹角预测模型的验证和讨论65-67
• 4.5 钢筋弯曲成形回弹角预测的图形用户界面设计67-70
• 4.5.1 图形用户界面设计67-68
• 4.5.2 软件的应用实例68-70
• 4.6 钢筋弯曲成形回弹角预测模型的应用70-72
• 4.7 本章小结72-74
• 第五章 钢筋反向弯曲回弹角度的研究74-82
• 5.1 引言74
• 5.2 钢筋反向弯曲成形影响因素的显著性分析74-76
• 5.2.1 钢筋反向弯曲影响因素的选取74
• 5.2.2 钢筋反向弯曲试验方案74-75
• 5.2.3 试验结果分析75-76
• 5.3 一种减少反向弯曲回弹量的改进方案76-80
• 5.3.1 改进方案的提出76-78
• 5.3.2 改进方案的模型仿真验证78-80
• 5.4 本章小结80-82
• 第六章 结论82-84
• 6.1 结论82-83
• 6.2 展望83-84
• 参考文献84-88
• 作者简介88
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文88-90
• 致谢90-91

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本文编号：599274