激光拼焊碾压机构碾压力研究

间隙是影响激光拼焊焊缝质量的主要因素之一,碾压预成型技术是解决间隙问题的有效方法.基于碾压机构的工作原理,通过微积分的方法建立了碾压机构碾压力计算的数学模型,并用有限元方法对碾压过程进行了仿真分析.搭建了碾压试验平台,对碾压力等参数进行了试验研究.结果表明碾压力的教学模型是准确的.该模型可为碾压机构设计和碾压工艺参数设计提供重要依据.     

基于参数反求法的目标假车底盘碾压模型修正

针对某目标假车底盘结构设计开发中的碾压性能仿真分析问题进行研究,首先,通过非线性动力学有限元方法进行底盘碾压性能仿真,并与实验结果进行对比,分析指出误差较大的原因;其次,应用参数反求法对底盘碾压模型中的实验车车轮模型参数进行修正,基于遗传算法得到车轮模型参数的最优解;最后,依据车轮模型参数的最优解进行参数修正,修正车轮参数后的目标假车底盘碾压仿真模型仿真结果与实验值的拟合程度大幅提高。研究结果表明：测量点最大位移值误差由原来的16.7%下降到2.6%,评估点均方根误差下降了91.9%,可为后续结构损伤诊断及结构优化等仿真研究提供基准模型。     

铝合金薄板焊后碾压控制焊接应力变形的数值模拟

采用三维弹塑性有限元法对铝合金薄板的焊后冷碾压过程进行数值模拟,研究焊后冷碾压工艺对铝合金薄板焊接残余应力重新分布的影响以及矫正焊接变形的效果。通过建立两种不同的碾压计算模型发现,在碾压计算过程中只有考虑焊接残余应力场的影响,才能得到与试验测量结果相一致的碾压后残余应力分布。研究结果可用于实际碾压工艺的优化。     

月球车轮腿行星机构轴系优化设计

针对基于二级半转机构的轮腿式月球车,建立其虚拟样机模型,通过典型路况下的动力学仿真获得月球车轮腿行星机构各轴系的力学数据。在此基础上,建立轮腿行星机构各轴系的有限元分析模型,并进行应力分析计算。基于ANSYS参数化设计语言APDL,基于最小二乘逼近优化方法对轮腿行星机构轴系进行了优化设计。优化后的轴系不仅满足强度要求,而且质量比原来降低约30%,这为优化月球车轮腿结构提供了一种新的有效途径和方法。     

碾压机碾轮轴承损坏原因分析及改造措施

通过对碾压机碾轮历次轴承损坏的情况进行分析,从设备的设计、制造、安装等各个环节去查找,最终确定碾轮轴承失效的原因是轴承与锁紧螺母间有间隙,多次拆装易造成螺纹磨损。针对这一情况,采取了在碾轮两端加挡料板、轴端头加开口销和槽型螺母等改造措施,取得了良好效果,碾压机运行周期大大加长。     

月球车轮腿行星齿轮应力分析及离散优化设计

针对基于二级半转机构的轮腿式月球车,建立其虚拟样机模型,通过典型工况下的动力学仿真获得月球车轮腿机构各齿轮的力学数据。在此基础上,建立轮腿行星机构齿轮的有限元分析模型,并进行了应力分析计算。基于ANSYS参数化设计语言APDL,结合离散优化方法对轮腿行星机构齿轮进行了优化设计。优化后的齿轮不仅满足强度要求,而且质量比原来降低了46%,这为优化月球车轮腿结构提供了一种新的有效途径和方法。     

长焊缝激光拼焊焊缝碾压预成型技术研究

为降低长焊缝激光拼焊对板材边缘直线度的要求,提出了焊缝碾压预成形技术,其通过利用碾压轮碾压板材边缘使其发生属性变形来消除焊缝间隙,并且能够实现碾压量随间隙量大小而实时调整以保证板材碾压变形后的延展量正好填补两板间的间隙量.介绍了其机构原理及控制原理:通过实验测量与数学拟合的方法建立了碾压过程的数学模型.碾压和焊接实验表明长焊缝激光拼焊焊缝碾压预成形技术能方便消除焊前两板间间隙,大大降低激光焊接对板材边缘直线度的要求,保证焊接质量和提高焊接速度.     

酒井压路机在碾压混凝土大坝的应用

混凝土大坝在碾压过程中，振动压路机的碾压速度、铺层速度、碾压遍数、碾压顺序以及碾压方向都对压实效果产生直接影响。碾压遍数一般根据试验路段的压实效果来确定。     

摆动碾压技术的研究现状与发展趋势

摆动碾压技术作为一种先进的渐进式体积成形技术,以其省力、无冲击、模具寿命长、产品精度高、可以实现近净形/净形加工等诸多优点,目前已得到较为广泛的应用。介绍了摆动碾压技术的基本原理,深入分析了其在理论研究方面的现状及存在的问题;总结了当前摆碾工艺所出现的复合化、摆碾铆接、粉末摆碾、振动摆碾等一些新方法和新应用;概述了目前国内外摆碾设备的研发及应用情况;最后指出进一步促进我国摆动碾压技术发展需要努力的几个方向。     

随焊冲击碾压控制焊接应力变形新方法

提出了随焊冲击碾压控制薄壁构件焊接应力变形、防止焊接热裂纹的新方法,其原理为：通过前后冲击碾压轮,分别对焊后尚处于高温状态的焊趾和焊缝区金属施加一定频率的冲击碾压力,其中前轮周面形状是内凹的,迫使焊趾处的金属向焊缝中心流动,抵消致裂拉伸应变,达到防止焊接热裂纹的目的;后轮周面形状是外凸的,将焊缝金属纵、横向压缩应变和前轮对焊缝的横向挤压应变碾开,使焊缝金属在纵向和横向都充分延展,降低了焊接残余应力,减小了焊接变形。这种方法,设备简单可靠,小巧轻便,不仅能够控制直焊缝,而且能够控制封闭焊缝应力和变形。试验结果表明,随焊冲击碾压法能有效地防止焊接热裂纹的产生;能将薄壁构件焊接残余应力降低到非常小的水平,甚至由拉应力状态转变为压应力状态;能将焊接残余变形控制在常规焊接状态的1/10左右,而且焊道非常平整光滑,余高非常小,有利于缓解焊趾处的应力集中。     

丝杠冷滚打变形力影响因素研究

为研究丝杠冷滚打成形过程中滚打轮半径、滚打轮圆角半径和打入量与变形力之间的关系,在丝杠冷滚打成形原理的基础上建立了有限元仿真模型。通过仿真获得单次滚打以及多次滚打成形过程中,变形力随滚打轮半径、滚打轮圆角半径和打入量的变化规律;设计了正交试验,研究打入量、滚打轴转速、滚打轮厚度及工件转速4个因素对变形力的影响规律。在自行设计的冷滚打成形丝杠设备上进行实验,测得变形力的变化趋势与仿真结果基本一致,验证了有限元仿真模型的正确性。     

粗轧带钢液压宽度控制系统仿真与试验研究

针对上海宝钢集团公司2050热轧机组的特点，建立了粗轧带钢液压宽度控制系统的动力学仿真模型，并利用短行程控制的现场试验数据对数值仿真结果进行验证，得到相吻合的结果。在此基础上，对不同参数和工况下液压宽度控制系统对带钢品质的影响进行了分析，为轧制系统的离线仿真和优化设计提供了有效的途径。     

车轮踏面硌伤处的瞬态滚动接触应力分析

通过建立三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,研究带有踏面硌伤的车轮在指定牵引或制动力条件下的瞬态滚动接触行为,分析不同速度、硌伤几何和材料塑性变形对踏面硌伤处滚动接触行为的影响。结果表明:在60~300km/h速度范围内,车轮硌伤所激起的接触力随速度的增加而降低;初期硌伤可能存在的边缘"堆起"能大大增加接触应力的水平,或可导致滚动接触疲劳的萌生;对于具有尖锐边缘的硌伤,弹塑性等效应力水平仍可明显大于车轮材料的强度极限,即可发生持续的塑性变形,易于萌生疲劳;相对而言,对于具有钝边缘的硌伤,相应的接触应力水平要低得多,车轮偏于安全。     

[成形过程仿真优化与集成计算材料工程]限动芯棒连轧管机轧制过程轧件变形行为及规律仿真

基于ABAQUS有限元软件建立了180 mm限动芯棒连轧管机组钢管连轧过程仿真模型。通过仿真模拟展现了连轧各机架连续轧制过程中轧制区钢管横截面上应力、应变及位移的分布和壁厚形成演变过程，揭示了轧制压力分布和轧辊上总轧制力的变化规律以及轧件温度与轧制区摩擦因数对壁厚与轧制力的影响。使用三次样条插值方法从仿真结果数据中提取钢管壁厚和直径，通过研究对象机组的工业生产实测数据验证了有限元模型的正确性。仿真发现:连轧过程中，金属在纵向上先发生减径变形后发生减壁变形，横向上金属主要从孔顶区流向开口区；前三机架接触压力主要集中在孔顶区，变形量较大，是主变形机架，第四五机架接触压力最大在侧壁区，变形量较小，主要起到精整和归圆作用；随着轧制温度的升高，出口壁厚增大，轧制力减小，随着芯棒与轧件之间摩擦因数的增大，壁厚减小，轧制力减小。仿真研究结果支撑了针对该机组的关键轧机结构参数设计、轧制工艺参数确定以及工程调试中工艺参数优化。     

滚动轴承疲劳寿命数值仿真技术的研究

建立了滚动轴承疲劳寿命计算的数学模型,运用Monte-Carlo方法对其实验数据进行模拟,编制出相应的计算程序并建立了滚动轴承疲劳寿命预测系统.在计算机上完成滚动轴承寿命计算、数值模拟和滚动轴承的疲劳寿命的预测.     

焊接工艺参数对温度场影响的试验与数值模拟研究

针对焊接电流、焊接速度、焊板间隙以及焊枪偏离焊缝中心的偏心值4个焊接工艺参数进行了TIG焊接试验和数值模拟研究。为减少试验次数，采用了正交设计方案。利用红外测温仪测量和记录了焊件正面上某些点的热循环曲线，然后采用有限元法进行三维焊接温度场的数值模拟，并同试验值进行了比较，二者基本吻合，表明数值计算模型的有效性；以此数值和试验结果为基础，结合正交试验理论，分析了上述4个工艺参数对温度场(以某点热循环中的峰值温度为代表)的影响顺序，表明偏心值对焊接温度场的影响很大，而这一点是以往的温度场数值仿真研究中所忽视的，需要引起足够的重视。     

柔性牵引器刚柔耦合动力学特征及结构优化

传统牵引器支撑机构多为刚性结构，在井下极易产生卡堵等问题，基于该工程背景，提出了一种新的基于斜块柔性支撑机构的伸缩式牵引器结构方案；牵引器在负载力作用下与管壁保持锁止，是牵引器向前爬行的关键，建立了柔性支撑机构在负载力作用下的刚柔耦合动力学模型，揭示了跨度、宽度、厚度和倒角等参数对柔性支撑机构锁止的影响规律，得到了柔性支撑机构结构优化设计方法；通过刚柔耦合动力学仿真分析了刚柔耦合模型相比于刚性模型的优越性，得到了在最优跨度、宽度、厚度和倒角下柔性支撑机构的最大负载力。实验结果表明，实测值与理论分析值和仿真值基本一致，验证了柔性支撑机构牵引锁止影响规律和刚柔耦合模型仿真的正确性。     

A 3-D finite element method analysis of cold rolling of thin strip with friction variation

In this paper, a three-dimensional rigid-plastic finite element method (FEM) model to simulate the cold rolling of thin strip with different friction models is described. The effects of rolling parameters, such as work roll diameters and reductions, are analysed in this study. The simulation and experimental values of rolling pressure and spread (the difference of strip width before and after rolling) show a good agreement when friction variation in the roll bite is considered. The roll separating force, spread and forward slip for constant friction and friction variation models are also compared. The friction variation in the roll bite has a significant effect on the simulation results.     

基于Pro/E二次开发的滚动轴承设计

CAD技术在机械设计中发挥着越来越突出的作用。在开发了滚动轴承三维参数化设计软件基础上，本文介绍了基于Pro／E的二次开发的主要内容和思路。软件包含了三维模型设计输出、工程图形输出、运动参数校核计算、标准轴承模型库、外部修改程序内部参数五大模块。软件只需获取滚动轴承的大径、小径、宽度等外形尺寸，软件将在外部数据库的支持下按照输入参数计算内部尺寸参数、确定几何结构、计算运动参数，完成三维模型、工程图输出并打印。     

模具参数对闭开联合轧制汽车油泵轴力能参数的影响

采用DEFORM有限元软件建立了楔横轧汽车油泵轴的三维刚塑性有限元模型,分析了闭式展宽角、闭式成形角、开式展宽角和开式成形角等模具参数对汽车油泵轴力能参数的影响规律,发现：闭式展宽角的增大会使得各力能参数变化速率加快;闭式成形角的增大会使得各力能参数随之增大;开式展宽角的增大会使得径向力增大;开式成形角的增大会使得轴向力增大。进行了1∶1闭开联合轧制汽车油泵轴实验,实测轧制力矩相对误差在10%以内,验证了有限元模型的正确性。