二辊冷轧管机工具孔型设计的基础理论

冷轧管机工具孔型设计的根本任务是在保证工具轧制质量的前提下,尽可能使变形区中的轧制压力分布均匀,以使孔型磨损较均匀,延长工具使用寿命。通过对整个轧制工艺过程和金属塑性变形及其受力情况的分析,给出了二辊轧机工具孔型的种类及其形状特征,通过对孔型回转送进角和回转送进空行程的分析,导出了轧辊孔型回转送进转角的计算公式;最终为二辊轧机工具孔型设计提供了基础理论与相关公式。     

宝钢1580工作辊热变形的数值模拟与实验研究

根据现场的复杂工况，将轧辊辊身分为辊颈、辊端、辊肩、轧制区和非轧制区，综合考虑分段冷却、支撑辊、摩擦热和变形热等因素的影响，建立符合实际的边界条件，并根据热平衡原理建立了工作辊温度场数学模型。在宝钢1580热轧机上进行实验，详细分析了热凸度的瞬态变化以及热凸度在每块带钢轧制前后的变化，对热凸度间断的原因进行了分析，模型计算值和实测值吻合较好，表明模型工程实用性较强，为轧辊热变形的在线预报和控制提供了一定的依据。     

双金属复合管固-液铸轧复合轧制力模型研究

以传统双辊铸轧技术为基础,提出一种双金属复合管固-液铸轧复合近终成形工艺,利用专门的环形布流器,将液态覆层组元金属均匀地注入铸轧辊圆孔型与芯管基材所构成的环形结晶器内,利用快速凝固与轧制复合技术,将覆层金属均匀包覆于芯管基材表面。为揭示铸轧区内铸轧辊-覆层金属-芯管基材间的相互作用力学行为,利用Fluent软件对环形结晶器内覆层金属凝固过程进行热-流耦合分析,确定固相轧制复合变形计算区域。假设芯管基材为刚性体,可将固相轧制复合变形阶段视为纯减壁的带芯棒轧管过程,并依此推导固-液铸轧复合过程的轧制力工程计算公式,给出各参数的取值方法。在实验室条件下成功制备了外径38 mm、基层与覆层厚度均为4 mm的不锈钢/铝复合管,轧制力实测值与模型计算结果基本吻合,验证了工程计算公式的可靠性。研究成果对复合管固-液铸轧复合装备及工艺设计提供了理论依据。     

森基米尔轧机轴承系统接触载荷与变形分布

建立了森基米尔轧机轧辊与轴承系统相互作用的接触与变形分析模型,采用有限元法对其进行了求解;研究分析了给定轧制工况条件下单、双辊支撑的森基米尔轧机轴承系统的接触载荷、接触应力及变形分布情况;并进一步分析了不同轧制工况条件下单辊支撑时轴承系统的接触行为变化规律。结果表明,在同等轧制工况条件下,与双辊支撑相比,单辊支撑时轴承承受更大的内部接触应力及外圈接触变形;随着轧制力的增大,单辊支撑时轴承内部应力及外圈接触变形增大较为明显。     

四辊轧机轧制因素影响磨损的有限元分析

轧制过程中,轧辊与被轧制金属材料之间接触应力较大,并承受周期性的应力应变。轧辊的表面特性会发生改变,产生磨损。轧辊与带钢之间的磨损会落破坏原始辊型,并直接影响板形控制精度及增加辊耗。对于轧制因素的调整,可以降低辊耗和节约生产成。首先分析了轧辊的磨损及影响因素,考虑轧辊辊系的弹塑性变形,基于有限元软件,建立了轧制力学模型以及四辊轧机有限元仿真模型。其次利用有限元法对轧辊的应力进行了仿真模拟,并从板宽、压下率等因素对工作辊磨损的影响,提出了降低轧辊失效的具体措施。     

铜板带轧辊弹性变形对板形的影响分析

从轧辊弹性变形的角度分析了轧辊的弹性挠度、轧辊辊间压扁、工作辊与轧件间压扁对板形的影响,采用影响函数法计算了不同弯辊力、不同带宽对铜板带轧制时轧辊的弹性挠度、辊间压扁以及工作辊压扁的影响。结果表明:弯辊力变化对支持辊的挠度影响不大,辊间压扁量随着弯辊力的增加而逐渐减小,弯辊力对工作辊的压扁量影响较小;铜板带宽度变化对在离轧制中心线较近处工作辊和支撑辊挠度变化都不大,随着距离轧制中心越远工作辊和支撑辊的挠度都明显增大,铜板带宽度对于辊间压扁量影响很大,铜板带宽度对工作辊压扁量影响较小。     

厚带钢在不同直径的工作辊中热轧

人们采用不对称热轧,是为了达到以下几种目的:由于在变形区造成纵向拉应力而降低能量动力参数(主要是轧制力);由于带钢上层和下层流动速度不同而造成带钢前端从轧辊中出来时有向弯曲;通过减少负荷比较大的轧辊的直径而均衡两根轧辊上的扭矩;通过减少轧辊重磨时的减径量而减少轧辊有效层的消耗量。不同直径工作辊的采     

板宽对轧辊受力分布的影响规律

轧辊受力分布的形态直接影响轧辊的弹性变形和轧件的出口板凸度.基于影响函数法,对轧机辊系受力和轧辊弹性变形进行计算分析,研究了轧制过程中板宽对轧制压力、辊间压力横向分布的影响.分析表明,边部轧制压力先随着板宽的增大而增大,达到某极值点后又逐渐减小;而随着板宽的增大辊间平均压力增大,压力分布变得不均并向轧辊端部集中;这些规律为不同板宽轧件的轧制规程安排、轧辊磨损的计算分析以及轧件出口板凸度的计算模型与控制提供了基础.     

无缝钢管连轧机组的自激振动分析

无缝钢管的轧制变形区作为轧制过程的工作界面,其动力学特性对连轧管机的轧制振动有决定性影响.文中分析了动态情况下轧制界面上的界面摩擦、轧制变形参数、轧辊运动等行为机理及其耦合特性,建立了轧制界面的动力学模型.通过模型研究轧制工艺参数与轧制力能参数的关系,分析了连轧管机自激振动发生的原因,并用数值模拟方法分析了不同轧制条件下轧制变形区的工艺参数与连轧管机自激振动的关系,为解释连轧管机的自激振动机理提供了理论基础.     

VC轧辊的承载特性研究

对控制压力与轧制力共同作用下的VC(variable crown)轧辊的承载特性进行了研究。基于所开发的VC轧辊系统,分析了辊缝形状和辊缝凸度与轧制力及控制压力的关系,提出了临界最大控制轧制力的概念。研究结果表明:当轧制力小于轧辊系统的最大临界控制轧制力时,其板形控制能力优于同规格的实心平辊;当控制压力较大且轧制力较小时,轧辊系统可以实现零凸度或负凸度的负载辊缝。     

含金属芯压电纤维的传感特性研究

基于设计和工程实用性的需要,建立了含金属芯压电纤维压电传感器的理论模型。根据本构关系方程,推导出悬臂杆结构含金属芯压电纤维受轴向力和轴向应变后产生电荷的解析表达式;分别计算了不同半径比、含钨芯和铂金芯的压电纤维受到固定轴向力和固定轴向应变时产生的电荷值,分析了金属芯性能和半径比对产生电荷的影响。试验比较了不同长度和半径的压电纤维的准静态和动态应变传感性能,测试了等强度梁的固有振动频率。试验结果表明,该传感器具有较高的准静态和动态应变传感灵敏度,最高达0.163nC/με;具有较好的冲击振动传感性能。     

圆盘剪分切工艺有限元仿真研究

基于金属板材圆盘剪分切工艺,应用DEFORM-2D仿真软件建立了金属板材的圆盘剪分切模型,采用Oyane韧性断裂准则仿真研究了304不锈钢板材圆盘剪分切加工过程,探讨了圆盘刀轴向间隙、刃角半径、压板力、板厚等工艺参数对分切断面形貌特征的影响规律。轴向间隙是影响分切断面形貌特征的主要因素,随着轴向间隙的增大,塌角高度增大,剪切带高度减小。刃角半径对断面的塌角高度、剪切带高度影响不大,对毛刺高度影响最大,随着刃角半径增大,毛刺高度增大。压板力对断面的塌角高度、剪切带高度影响很小,对毛刺影响较大,随着压板力增大,毛刺高度有下降趋势。板厚对分切断面塌角和毛刺影响不大,对剪切带高度影响很大,随着板厚的增大,剪切带高度增大。     

两端固支微开关梁中的轴力效应分析

根据考虑轴力的两端固支梁挠曲线微分方程,将受电场力作用的两端固支微开关梁的挠度求解问题归结为求解含有未知边界条件的微分方程问题,通过将微分方程的数值解法和一种三重二分迭代求解方法相结合,实现对含有未知边界条件的挠度微分方程问题的数值求解,再通过和优化方法相结合实现失稳挠度及吸合电压的自动计算与识别.给出的部分计算结果包括,不同的梁高下轴力对吸合电压的影响、轴力对失稳挠度的影响、不同的初始驱动电极间隙下轴力对吸合电压的影响、梁高对失稳时轴力引起的应力的影响等.     

STUDY ON ULTRASONIC VIBRATION DRILLING IN CARBON FIBER REINFORCED POLYMERS

ＳＴＵＤＹＯＮＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣＶＩＢＲＡＴＩＯＮＤＲＩＬＬＩＮＧＩＮＣＡＲＢＯＮＦＩＢＥＲＲＥＩＮＦＯＲＣＥＤＰＯＬＹＭＥＲＳＺｈａｎｇＱｉｘｉｎ；ＳｕｎＳｈｉｙｕ（ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＦａｃｔｏｒｙ５２９，Ｂｅ...     

螺栓啮合螺纹段的轴力、等效应力分布及摩擦的影响分析

采用有限元数值模拟方法，考虑螺栓材料的弹塑性性质，计算分析普通三角形螺纹螺栓-螺母副在轴向力作用下的内力、应力和变形规律。给出不同总轴力下螺栓螺纹段中轴向力和螺牙根部最大等效应力沿轴向的非线性分布规律和总轴力在各圈螺纹上的分配关系；对由轴对称二维螺牙模型、三维回转螺牙模型和三维螺旋线型螺牙模型计算得到的对应各圈螺纹上的轴向力和螺牙根部最大等效应力进行比较，指出在工程分析中，对于轴向载荷作用情况，可近似将螺旋线型螺牙简化为三维回转螺牙；给出螺栓绕轴线的转角和各圈螺纹上传递的轴向力随螺牙界面摩擦因数的非线性变化规律，得出轴向外力下螺纹段最大等效应力随摩擦因数增大而减小的规律。     

基于切削力预测模型的刀具几何参数和切削参数优化

整体硬质合金立铣刀高速铣削航空铝合金过程中,刀具螺旋角、轴向切深、径向切深对铣削均匀性有显著影响。应用全因子实验设计和多元线性回归技术建立了切削力预测模型,采用方差分析方法检验了预测模型的拟合度及各独立输入参数的显著性。应用遗传算法,以切削力预测模型为目标函数,通过基于遗传学的选择-交叉-变异操作,优化了刀具几何参数和切削参数。结果表明,在较大的金属去除率下选择出最佳的轴向切深-径向切深-螺旋角组合以获得最小的切削力是有可能的。     

新型多级离心泵轴向力平衡装置试验研究

介绍了一种新型平衡轴封装置，它代替多级泵的平衡盘及其后的轴封，既能平衡轴向力，又基本上无泄漏，因此平衡装置的泄漏损失可以完全收回。一般多级泵采用该装置后，泵总效率约提高３％～６％（节能效果４％～１０％）。该装置的原理适合于所有多级泵（包括深井潜水泵），目前在扬程３００ｍ以下的几种泵上试用，证明节能效果显著。     

基于最优控制理论的深海采矿扬矿管纵向振动控制研究

针对深海采矿系统中扬矿管的纵向振动问题,运用线性二次型最优控制理论的主动控制方法进行研究. 建立海洋环境下扬矿管的纵向运动方程,推导得到LQG(linear quadratic gauss)最优控制状态方程,并应用MATLAB编制模拟分析程序,仿真计算泵与中间舱的纵向振动时间历程和升沉补偿装置所需提供的控制力.结果表明,升沉补偿装置能有效实现扬矿管的纵向振动抑制,减少幅度高达75%,所需控制力符合1 000 m海试采矿系统方案的设计要求.     

A new approach in producing metal bellows by local arc heating: a parametric study

Recently, dieless forming processes have been introduced to prevent the high costs of dies and tools. Local heating and axial compression process is an innovative method for producing metal bellows. In this research, producing metal bellows using simultaneous local electric arc heating and axial compression has been explained and investigated. SUS304 tubes with an outer diameter of 19 mm and a thickness of 1 mm have been employed to implement the tests. Various parameters could affect the process. Among these parameters, effects of applied displacement and device current, influencing convolution shape, thickness, and required forming force, are studied experimentally. It is found that the height, radius, and angle of the convolution and also the forming force could be controlled by alteration of these parameters. Furthermore, the result of buckling test showed that energy absorption capacity of the manufactured metal bellow has been increased in comparison to a typical tube. This method could be a suitable alternative for induction local heating and can reduce the high equipment costs.     

轴向车铣理论切削力的研究

以瞬时切削面积为主要研究对象建立了瞬时切削力的计算模型,并对瞬时切削力的变化进行了仿真。结果表明,轴向车铣为多参数影响下的变切削力加工,单齿瞬时切削力在整个切削过程中都是一个变化量,且圆周刃为主切削刃,其切削力远大于端面刃。在一次完整的切削过程中,整个刀齿的瞬时切削力产生两次突变。