Published August 5, 2013 | Version v1
Publication Open

Theoretical Analysis and Experimental Study of Springback Mechanism of Archwire Bending

  • 1. Harbin University of Science and Technology
  • 2. Peking University

Description

Archwire is the material with high elastic and high strength property.Archwire bending forming using robot belongs to the typical big curvature bending process.In order to ensure its one-step forming, it is really important to study its spring back mechanism.This study proposes a theoretical model to predict springback in archwire bending.This model which considering the neutral line does not coincide with central line is based on the true stress and strain data obtained from tensile test.The effection of bending moment arm on springback is also considered.The springback theoretical calculation formulas of archwires whose cross-section are rectangular and circular are derived, respectively.Then an archwire bending robot is used to bend archwire into different angle and a metallurgical microscopy is used to measure formed angle.The experimental results indicate that the proposed theoretical model could accurately predict the springback angle.Furthermore, the formed angle shows a general increase with the bend angle.And in elastic deformation clearly stage, although springback angle itself is small, the proportion of it in bend angle is very large.In plastic deformation clearly stage, although springback angle itself is large, the proportion of it in bend angle is relative small.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

Archwire هي المادة ذات الخاصية المرنة والعالية القوة. ينتمي تشكيل انحناء القوس باستخدام الروبوت إلى عملية انحناء الانحناء الكبيرة النموذجية. من أجل ضمان تشكيله المكون من خطوة واحدة، من المهم حقًا دراسة آلية رجوع الزنبرك. تقترح هذه الدراسة نموذجًا نظريًا للتنبؤ بالرجوع في انحناء القوس. يعتمد هذا النموذج الذي يعتبر الخط المحايد لا يتزامن مع الخط المركزي على بيانات الإجهاد والتوتر الحقيقية التي تم الحصول عليها من اختبار الشد. من ذراع عزم الانحناء على الزنبرك أيضا. يتم اشتقاق صيغ الحساب النظري الزنبركي للأسلاك القوسية التي يكون مقطعها العرضي مستطيلًا ودائريًا، على التوالي. ثم يتم استخدام روبوت الانحناء القوسي لثني السلك القوسي في زاوية مختلفة ويتم استخدام المجهر المعدني لقياس الزاوية المشكلة. تشير النتائج التجريبية إلى أن النموذج النظري المقترح يمكن أن يتنبأ بدقة بزاوية الزنبرك. علاوة على ذلك، تظهر الزاوية المشكلة زيادة عامة مع زاوية الانحناء. وفي مرحلة التشوه المرن بوضوح، على الرغم من أن زاوية الزنبرك نفسها صغيرة، فإن نسبة ذلك في زاوية الانحناء كبيرة جدًا. في تشوه البلاستيك بوضوح المرحلة، على الرغم من أن زاوية النابض الخلفية نفسها كبيرة، إلا أن نسبتها في زاوية الانحناء صغيرة نسبيًا.

Translated Description (French)

Le fil d'arc est le matériau à haute élasticité et à haute résistance. Le pliage du fil d'arc à l'aide d'un robot appartient au processus typique de pliage à grande courbure. Afin d'assurer son formage en une étape, il est vraiment important d'étudier son mécanisme de rappel élastique. Cette étude propose un modèle théorique pour prédire le retour élastique dans le pliage du fil d'arc. Ce modèle qui, en considérant la ligne neutre, ne coïncide pas avec la ligne centrale, est basé sur les vraies données de contrainte et de déformation obtenues à partir de l'essai de traction. L'efficacité du bras de moment de flexion lors du retour élastique est également pris en compte. Les formules de calcul théorique du retour élastique des fils d'arc dont la section transversale est rectangulaire et circulaire sont dérivées, respectivement. Ensuite, un robot de pliage du fil d'arc est utilisé pour plier le fil d'arc selon un angle différent et une microscopie métallurgique est utilisée pour mesurer l'angle formé. Les résultats expérimentaux indiquent que le modèle théorique proposé pourrait prédire avec précision l'angle de retour élastique. En outre, l'angle formé montre une augmentation générale avec l'angle de pliage. Et dans la déformation élastique, bien que l'angle de retour élastique lui-même soit faible, la proportion de celui-ci dans l'angle de pliage est très grande. Dans la déformation plastique, clairement, bien que l'angle de retour élastique lui-même soit grand, la proportion de celui-ci dans l'angle de pliage est relativement petite.

Translated Description (Spanish)

El alambre de arco es el material con alta propiedad elástica y de alta resistencia. La formación de la flexión del alambre de arco utilizando un robot pertenece al proceso típico de flexión de gran curvatura. Para garantizar su formación en un solo paso, es realmente importante estudiar su mecanismo de recuperación elástica. Este estudio propone un modelo teórico para predecir la recuperación elástica en la flexión del alambre de arco. Este modelo que considera que la línea neutra no coincide con la línea central se basa en los datos reales de tensión y deformación obtenidos de la prueba de tracción. El efecto del brazo del momento de flexión en la recuperación elástica también se considera. Se derivan las fórmulas de cálculo teórico de recuperación elástica de los arcos de alambre cuya sección transversal es rectangular y circular, respectivamente. Luego, se utiliza un robot de flexión de arco de alambre para doblar el arco de alambre en un ángulo diferente y se utiliza una microscopía metalúrgica para medir el ángulo formado. Los resultados experimentales indican que el modelo teórico propuesto podría predecir con precisión el ángulo de recuperación elástica. Además, el ángulo formado muestra un aumento general con el ángulo de flexión. Y en la deformación elástica claramente la etapa, aunque el ángulo de recuperación elástica en sí es pequeño, la proporción del mismo en el ángulo de flexión es muy grande. En la deformación plástica claramente etapa, aunque el ángulo de recuperación elástica en sí es grande, la proporción del mismo en el ángulo de flexión es relativamente pequeña.

Files

6-2495-2501.pdf.pdf

Files (226 Bytes)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:5360980bad11bf9723da89687501effc
226 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التحليل النظري والدراسة التجريبية لآلية تقوس الأسلاك
Translated title (French)
Analyse théorique et étude expérimentale du mécanisme de retour élastique de la flexion des fils d'arc
Translated title (Spanish)
Análisis teórico y estudio experimental del mecanismo de recuperación de la flexión del arco de alambre

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2183466213
DOI
10.19026/rjaset.6.3728

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1985393943
  • https://openalex.org/W2021720188
  • https://openalex.org/W2031249727
  • https://openalex.org/W2043270858
  • https://openalex.org/W2111704382
  • https://openalex.org/W2165304700
  • https://openalex.org/W2365160329
  • https://openalex.org/W2387700165
  • https://openalex.org/W43996341