高钒高速钢、高铬铸铁冷轧辊材质的耐磨性研究

利用自制模拟冷轧工况的试验装置,对比研究了高钒高速钢、高铬铸铁两种轧辊材料冷轧状态下的耐磨性.结合扫描电镜、金相分析等方法,对轧辊材料的磨损机理进行了分析.结果表明:冷轧状态下,轧辊的失效形式主要是滚动接触疲劳破坏兼有一些机械磨损以及在较高的接触应力下轧辊表层产生的塑性变形.VC较高的形态及较高的硬度是高钒高速钢具有比高铬铸铁较好的耐磨性的主要原因.     

UCM轧机中间辊接触疲劳硬化层深度研究

通过现场跟踪、形貌观测、硬度检测和理论计算的方法,对UCM轧机中间辊在正常轧制周期内辊身表面接触疲劳硬化层深度进行研究,给出了正常轧制下机后中间辊磨削运维的建议,降低了该类轧机中间辊失效的风险。UCM轧机中间辊在正常轧制周期内,在轧制力和辊间循环接触应力的叠加下,其辊身表面产生接触疲劳硬化,辊身中部硬度可提升HSD 1~2,相应操作侧硬度与新辊相比变化不大,但传动侧由于轴向窜入受轧制力和循环接触应力的作用在距端部100 mm左右位置硬度会增加HSD 5~6,接触疲劳硬化明显。根据Hertz接触疲劳理论计算得出,在此工况下中间辊辊身表面最大剪切应力出现在轧辊表面以下0.3 mm左右（半径方向）,通过设计直径方向0.6 mm的修磨量可有效去除疲劳硬化层,使辊身表面硬度恢复至新辊硬度值,随后继续上机使用可有效降低轧辊失效的风险。     

航空面齿轮传动接触应力计算方法研究

随着齿轮研究的不断进步,许多新型齿轮不断涌现,其中尤以面齿轮为代表。由于面齿轮在高速重载下的传动优点,其在航空传动件中有很大的应用潜能。根据齿轮接触分析(TCA)原理,求解正交直齿面齿轮的接触轨迹与接触椭圆;利用点接触赫兹理论,计算正交面齿轮理论接触应力;运用ABAQUS对正交面齿轮进行有限元分析,得到面齿轮接触应力的仿真结果。理论计算与仿真结果的对比验证了该计算方法的正确性。     

冷轧辊用耐热钢的研究

冷轧工作辊作业于复杂的应力状态条件下。此时 ,交变接触应力可以达到 110 0MPa和更高值。因此 ,生产轧辊时应特别注意轧辊的硬度、回火稳定性和淬硬层深度 ,以及耐疲劳强度和接触强度。轧辊钢成分中应具有保证获得高硬度、足够的淬透深度和回火稳定性的一些元素的最佳匹配。Cr、W、Mo、V、Si等均属于这种合金元素。这种情况下选定的轧辊钢化学成分应与轧辊的现代生产工艺相结合 ,其中包括采用淬火加热和随后在专门的水 -空气装置中冷却[1～ 3] 。1　研究方法对五种成分的钢进行了研究。即广泛采用的、在这里被作为比较对象的 9Cr2钢和 …     

径向柱塞式液压马达等接触应力内曲线的精确绘制

针对传统的图解法绘制等接触应力曲线存在作图精度低的缺点,对多作用径向柱塞式液压马达等接触内曲线进行理论分析,得到其微分方程,运用MATLAB求出等接触内曲线的数值解并采用拟合方法得到近似解析解,然后在Pro/E等CAD软件中精确绘制出完整的曲线。绘制出的曲线可以直接用于数控曲线磨床进行内曲线液压马达导轨的加工和生产。     

液态镓合金与铜电极间接触电阻特性与可靠性提升

目的 针对使用液态金属的电气设备中源极输出电阻波动的抑制问题，分析接触电阻随接触面间接触应力的变化规律，探索电极材料镀膜方法减小膜层电阻变化进而提高接触可靠性。方法 理论推导建立了镓合金与铜电极的固液接触电阻理论模型，并据此使用COMSOL Multipyhsics软件仿真了随着接触应力的变化接触电阻的变化情况。使用化学气相沉积法在铜基底上生长碳纳米薄膜来减小膜层电阻对铜电极的影响，并对生长了石墨烯薄膜的电极与镓合金的接触电阻进行了稳定性实验。结果 仿真结果表明接触电阻随着接触应力的增加而减小，接触应力较小时的接触电阻变化较大，随着接触应力的不断增加，接触电阻变化也逐渐缓慢，并进行了实验验证;通过调整化学气相沉积法中碳源的通入量来生长更符合电极使用条件的石墨烯薄膜，在6 mL/min乙炔流量下生长的石墨烯薄膜接触电阻由未生长石墨烯薄膜的246 μΩ减小到165 μΩ，减小了镓合金与铜电极间的固液接触电阻，并且自身电阻值增加较小。长期稳定性实验也表明石墨烯薄膜可以有效防护铜电极，并通过相关的接触角实验进一步分析了生长碳纳米薄膜后电极表面润湿性变化。结论 铜电极表面生长石墨烯薄膜可以有效防护电极，提高铜基底电极与液态镓合金形成固液接触电阻的稳定性，同时控制接触面的接触应力，可以量化控制接触电阻的数量级。     

液压支架销轴连接接触应力及失效分析

销轴连接是液压支架结构件的主要连接形式,其可靠性对液压支架的正常使用具有重要影响。基于赫兹接触理论,建立销孔处接触应力理论模型;采用ADAMS对液压支架各结构件受力分析,得到销孔受力情况;基于有限元法分析销孔处接触应力、变形及塑性应变。结果表明：在顶梁扭转、底座扭转工况下,销轴连接接触应力超过材料的屈服极限,其接触应力分布结果具有较强的非线性;销孔应力主要集中在销孔前端接触部位,销孔塑性应变集中在销孔前端接触部位,表现为挤堆效应,在正拉力下销孔两侧塑性应变更为明显。     

分度凸轮机构共轭接触域图象轮廓的分形表征及识别方法的研究

基于分形理论和计算机图象处理技术,研究分度凸轮机构共轭轮齿间的接触域图象的几何特征和分形表征方法,建立此类机构共轭轮齿上接触域图象轮廓识别的计算几何模型,用于分析和预测实际接触的共轭轮廓间磨损和接触应力分布状况,描述此类机构实际共轭接触域的复杂程度.同时可以分析和预测轮齿表面的摩擦磨损、接触应力、润滑条件等因素对机构运动精度的影响,以便合理地选择分度凸轮共轭曲面的形成方式.     

等高度垫板组板厚组合规律研究

通过Marc软件建立组合垫板的三维有限元模型.对整体高度恒定的垫板组的不同板厚组合进行分析,得到了不同组合时各层垫板间的接触应力曲线,并统计了各个接触层间的接触面积.分析表明:在不同的板厚组合中,第1层垫板的厚度对整个垫板组的接触应力和接触面积的影响最大,其板厚增加60%时,接触应力减少37.5%,接触面积增加48.1%.因此,调整垫板的厚度可以有效地减小垫板间的接触应力和增大接触面积,从而改善整个垫板组的受力状态,延长整个垫板组的使用寿命.分析结果对于指导压力机垫板组设计具有参考价值.     

棒材轧制时平均轧辊半径的新计算模型

在圆-椭圆-圆孔型中轧制合佥钢棒材时,提出了接触边界临界点的概念,并且推导出了临界点的解和新的等效接触断面面积公式,给出了计算平均轧辊半径的新模型。为了验证新模型,进行了棒材轧制试验并且利用三维刚塑性有限元法对轧制过程进行了模拟。把不同模型得到的理论结果与实验值和模拟值作了比较后证明新模型具有很高的精度,因此可以作为轧制理论和实践的重要参考。     

A MIXED METHOD OF SOLUTION FOR CONTACT STRESSES ON ROLLER

A mixed method of solution for contact stresses on rollers was suggested by the combina-tion of similitude principle.photoelastic method,Hertz's contact theory and numericalcalculation.Thus,not only the distribution regularity of axial contact pressure on rollerof limited length,but also the three-dimensional solution of stresses in the contact po-sitions may be obtained.An actual example is presented in the paper.It shows thatthe practical damaged phenomenon in real roller is in agreement with the result of theanalysis     

整体螺栓滚轮滚针轴承滚子素线优化设计研究

针对整体螺栓滚轮滚针轴承滚子边缘应力集中现象,运用非理想赫兹接触理论,建立滚子与滚道非理想赫兹接触模型。研究全圆弧母线修形、相交圆弧母线修形、相切圆弧母线修形和对数母线修形方式对滚子与滚道之间接触变形和应力分布的影响规律。结果表明：在相同载荷下,相切圆弧母线修形的滚子接触变形最小;相交圆弧母线修形和相切圆弧母线修形滚子存在接触应力集中现象;全圆弧母线修形和对数母线修形的接触应力分布均匀,对数母线修形滚子的接触应力最小。对数母线修形是4种方法中适合用于滚轮滚针轴承滚子素线的修形方式。     

循环式行星滚柱丝杠副的热力耦合特性研究

为了研究循环式行星滚柱丝杠副在不同轴向载荷和不同工作温度下的变形和接触应力分布规律,以循环式行星滚柱丝杠副中的丝杠为研究对象,采用热力耦合仿真方法,建立了循环式行星滚柱丝杠副的有限元模型,研究不同工况下滚柱丝杠副的轴向载荷和工作温度使丝杠产生的变形和接触应力规律.对比轴向载荷、工作温度、热力耦合3种工况下丝杠的变形和接...     

弧面锥体运动分析与接触应力计算

采用弧面锥型体作为承力和减摩动件可适用于大载荷传动，但会引起复杂的运动规律和打滑现象。本文采用中心控制和Hertz理论可以分析运动与打滑以及接触应力。针对推力调心滚子轴承结构和受力，应用推导的公式计算出了结果，它为工程设计提供必要的依据。     

燃油系统凸轮机构的接触分析及疲劳计算

通过有限元分析软件对某高压油泵的凸轮 滚轮机构进行接触应力分析,得到凸轮及滚轮接触应力的分布规律。并用疲劳分析软件对该机构进行联合仿真得到寿命估算。结果表明:该结构的寿命能满足企业的要求。     

镍基高温合金锥筒形件拉深旋压成形机理研究

针对镍基高温合金因加工硬化严重成形时极易产生破裂和起皱等典型缺陷的问题,以锥筒形壳体类零件为对象,提出了一种由锥形预制坯经过真空固溶处理后拉深旋压成形锥筒形件的方法,并对其成形机理进行了研究。基于Abaqus/Explicit平台,建立了锥筒形件拉深旋压有限元模型,分析了成形过程中的瞬态等效应力、等效塑性应变、切向应力、壁厚及三向应变分布规律。结果表明:在旋压成形过程中,最大瞬态等效应力位于旋轮接触区及附近区域、最大瞬态等效塑性应变位于坯料口部;瞬态切向压应力最大值位于旋轮接触区,而瞬态切向拉应力最大值位于旋轮接触区附近的两侧区域。筒形段中部壁厚减薄,而坯料口部壁厚增厚。旋压成形试验表明,锥形预制坯经拉深旋压后可获得壁厚均匀的锥筒形件。     

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 为得出液压胀形轧辊各处应力的准确值,采用通过弹性力学计算的方法,对液压胀形轧辊过盈配合区受二次函数分布压力并在两端面上有不同的剪力和弯矩作用的情况进行了分析。通过构造位移函数,利用边界条件和圆柱薄壳理论,得到轧辊各处残余应力的解析解,在理论和工程实际应用中有很大的价值。     

钢管三辊连轧成型过程的有限元分析

本文采用弹塑性、大变形和接触非线性有限元法,应用MARC软件对Y型三辊两道冷轧钢管的成型过程进行了分析,得到了钢管在成型过程中横截面的变形图和应力应变的分布规律.根据数值计算结果绘制了钢管冷轧成型过程中的轴向应力、环向和径向应力分布曲线,根据应力分布规律分析了对成品钢管直径和壁厚精度的影响因素.研究成果可以作为冷轧钢管成型工艺参数和成型辊设计的参考.     

筒形件三旋轮非对称旋压的刚粘塑性有限元模拟

三旋轮非对称强旋在大型筒形件热旋工艺中具有独特的优势,然而关于非对称强旋的研究开展较少。文章建立了三旋轮非对称强旋的有限元计算模型,通过对非对称强旋的三维刚粘塑性有限元数值模拟,揭示了非对称强旋的变形特点。研究结果表明,旋轮的非对称分布使得应力应变场沿周向呈非周期性分布,尽管旋轮Ⅱ和Ⅲ在空间位置上具有对称性,但是其接触区的应力应变速率分布却有较大差别,反倒是旋轮Ⅰ和Ⅱ的接触区应力应变速率分布颇为相近。旋轮的非对称分布使得旋压过程中不同旋轮相应的接触区大小不同,从而致使旋轮Ⅲ的塑性区小于旋轮Ⅰ和Ⅱ的塑性区,相应地旋轮Ⅲ的旋压力小于旋轮Ⅰ和Ⅱ的旋压力。变形场的分布能合理解释旋压时产生的伸长、胀径及隆起等现象。     

Q235钢基体表面微晶玻璃功能梯度涂层接触应力的数值模拟

接触应力状态是涂层材料表层破坏、整体分层剥落的重要影响因素。运用有限元软件ANSYS对Q235钢基体表面TiN/LZAS微晶玻璃梯度涂层在法向静载下的接触应力进行了分析,建立了该复合涂层的有限元分析模型,通过比较有限元数值解和Hertz理论解,验证了有限元模型的可靠性,探讨了不同层数和层厚对涂层体系接触应力分布的影响。结果表明:涂层的径向接触应力和Mises应力的最大值均位于接触区域中心处,最大剪切应力位于接触中心附近;涂层层数和厚度对涂层表面径向应力、界面剪切应力和整体Mises应力均有明显影响。模拟分析的结果可以为该复合材料的设计和制备提供一定的理论依据。