三辊张力装置增张能力非线性数值预测

针对平整分卷机组的分卷工作模式,采用弹塑性有限元方法对三辊张力装置增张过程进行数值模拟,得到了板厚、板宽、开卷张力、上张力辊压下位移量和结构参数等对张力装置增张能力的影响规律。将有限元模拟结果作为训练样本,结合国内某厂实测数据,建立了三辊张力装置增张能力的BP神经网络预测模型,预测结果与实测数据吻合良好,为张力装置增张定量控制提供了依据。     

三辊张力单元提供张力的研究

三辊张力单元作为无传动张力辊的模型,主要用在卷取机前,为卷取机提供前张力。本文从三辊张力单元使用环境以及自身的结构特点出发,提出了采用圆弧来代替辊子压下后带钢的运动曲线,以此为依据,推导出三辊张力单元提供张力大小的计算公式。     

张力辊理论设计方法研究

针对带钢精整机组中张力辊参数传统的计算方法过多依靠经验问题,本文以张力辊组各辊子寿命相等为原则,研究张力辊的理论设计方法.建立了辊径计算模型、张力放大计算模型、包角损失计算模型、带钢弹塑性弯曲引起的张力损失计算模型、带钢离心力计算模型和传动功率计算模型,将六个模型耦合迭代,理论计算了张力辊辊径、传动电机功率等工艺参数,提高了张力辊组整体寿命.     

复杂工况下张力辊设计

本文以S张力辊为例,描述了以张力放大倍数为基础的张力辊功率计算,并将带钢弹塑性变形考虑到各张力辊的受力分析中,得到各张力辊精确受力情况,同时考虑变速器对张力辊驱动力矩的影响,使张力辊功率计算更准确,设备运行更经济合理。     

张力辊理论设计方法研究

针对带钢精整机组中张力辊参数传统的计算方法过多依靠经验问题,本文以张力辊组各辊子寿命相等为原则,研究张力辊的理论设计方法。建立了辊径计算模型、张力放大计算模型、包角损失计算模型、带钢弹塑性弯曲引起的张力损失计算模型、带钢离心力计算模型和传动功率计算模型,将六个模型耦合迭代,理论计算了张力辊辊径、传动电机功率等工艺参数,提高了张力辊组整体寿命。     

弹塑性变形对张力辊电机扭矩的影响

根据弹塑性变形耗散能量的理论基础，对张力辊进行了受力分析，得出张力辊在电动和发电两种状态下电机扭矩的计算公式，并给出弹塑性力的计算公式，为今后张力辊电机扭矩计算提供更加精确的理论计算依据。     

基于CATIA的真空张力辊虚拟设计

针对二维设计方法不能检测各部件之间是否发生干涉和碰撞的问题,本文借助三维设计软件CATIA进行真空张力辊总成的虚拟设计,不仅可以真实地反映真空张力辊装置的几何形状,还能反映各部件的空间位置,有效地检测工作装置各部件之间是否发生干涉与碰撞,校验工作装置作业过程的合理性和正确性;讨论了在装配过程中容易出现的问题和注意事项,同时进行了有限元分析和工程图的制作。     

三辊张力单元张力曲线的绘制

运用弹塑性弯曲理论建立了相应三辊张力单元的数学力学模型,得出了张力计算式,绘制了张力曲线,讨论了压下量设置与张力、带钢厚度及带钢材质的关系,所绘张力曲线与日本进口设备实际应用张力曲线相符。研究结果表明,张力增量与带钢厚度近似成抛物线关系,与带钢屈服强度成正比;压下量<60 mm时,压下量的变化对各种厚度带钢的张力增量影响较大,当带材厚度≥7 mm时,不能轻易加大压下量;对于薄带钢,应适当增加压下量以保证张力单元可靠地产生所需的卷取张力。研究结果可用来指导张力单元装置的设计及操作模式的制定。     

张力制度设定对板形控制影响的研究

以普通四辊轧机为例，研究了张力的设定值与板形之间的关系。得出了在保持压下率不变的前提下，增大平均张力，相当于增加一个正弯辊力，有利于治理边浪，而减小张力则可以治理中浪的结论。     

辊式矫直过程中辊间张力对矫直力的影响

辊式矫直是改善板型、消除残余应力、获得合格金属板带材的重要工艺环节.但是辊式矫直机矫直过程中有关辊间张力的研究较少,使得辊间张力对矫直力能参数的影响不被人了解.通过对辊式矫直过程中施加辊间张力进行的理论分析,配合有限元模拟和实验,找出了辊间张力与矫直力之间的关系:随着辊间张力的增大,总矫直力会增大,在矫直压下量较小的情况下,辊间张力对矫直力的影响较大.研究结果对完善矫直理论和指导实际生产有一定积极的意义.     

TP2铜管坯三辊行星旋轧变形规律模拟

三辊行星旋轧变形复杂剧烈,对于其成形规律的研究具有很大的难度.本文采用有限元技术分析了三辊行星旋轧过程中变形规律,讨论了有限元模拟的关键技术.研究表明:三辊行星旋轧过程中,坯料的运动轨迹呈螺旋形,管坯的变形是通过一系列连续的局部小变形累积成整体的大变形.管坯在旋轧过程中要经受一个由圆形、三角形、再归整到圆形的变形过程.     

模糊优化调窑前后托轮应力有限元分析

通过合理模拟回转窑托轮的边界条件和受力状况，建立了托轮有限元模型。根据模糊优化调窑前后托轮受力的变化情况，应用AMSYS对调窑前后的托轮应力进行了有限元分析，得出了托轮应力分布规律及模糊优化调窑对托轮应力的影响，为托轮结构改进，现场实测托轮应力及模糊优化调窑提供了理论依据。     

三辊行星轧制运动和管坯变形规律的仿真模拟

应用弹塑性大变形有限元法,对连铸铜管坯三辊行星轧制过程进行了三维有限元模拟研究。通过坐标变换的方法建立了三辊行星轧制有限元模型,该模型考虑了轧辊的倾斜角β和偏转角α。模拟分析得出三辊行星轧制过程中管坯断面要经受一个由圆形到三角形再归到圆形的变形过程。得出在三辊行星轧制过程中起到主要作用的是三向压应力状态,有利于坯料的大变形和提高轧制管材性能。同时模拟分析得到三辊行星轧制过程中坯料质点的运动轨迹和相应规律。该模拟计算对探索复杂的三辊行星轧制规律具有重要意义。     

Review on finite element analysis of welding deformation and residual stress

Welding deformation and residual stress have negative influence on assembly accuracy and service performance. Thermal elastic plastic (TEP) and inherent strain finite element analysis (FEA) methods were used to study this challenge. Basic principle of these two methods was first introduced. The influence of welding process, constraints, solid phase transformation and multi-pass welding on deformation and residual stress was discussed, and computation accuracy and efficiency were summarised. Loading method of inherent strain in inherent strain FEA was analysed, interface element was introduced to simulate effects of the gap on deformation in assembly welding especially for large structures. The future work, including accurately multiscale TEP model, efficiently transient prediction method of large structures, and flexible evaluation software, was planned.     

弹塑性大变形有限元分析槽钢成型过程的位移场和速度场

应用弹塑性有限元方法, 同时考虑材料和几何双重非线性, 研究槽钢辊弯成型的位移场和速度场。文中有效的处理了动态位移加载模型, 采用三维实体单元基于 Ｐｒａｎｄｔｌ Ｒｅｕｓｓ 流动规律和 Ｍｉｓｅｓ 屈服准则及 Ｕｐｄａｔｅｄ ｌａｇｒａｎｇｉａｎ 增量迭加法分析槽钢由非稳态到稳态成型过程中金属的流动规律, 然后通过有限元程序实现了计算机冷弯成型过程的真实模拟。     

核电压力容器600合金小裂纹应力腐蚀开裂扩展速率定量预测

小裂纹应力腐蚀开裂(SCC)在核电关键构件(NPPs)的全寿命衰减过程有重要影响。通过将薄膜滑移-溶解/氧化模型与弹塑性有限元(EPFEM)相结合,定量预测核电反应堆压力容器(RPV)中小裂纹SCC扩展速率。根据裂纹尖端力学场的分析,确定以裂纹尖端应变率来表征小裂纹的萌生和扩展,并通过距离扩展小裂纹尖端特定的r₀处的塑性应变(de_p/da)来近似表征裂纹尖端应变率。提出了基于弹塑性断裂力学的动态裂纹扩展和准静态裂纹扩展两种方法计算塑性应变(de_p/da),并进行两种计算方法比对塑性应变随裂纹长度变化的敏感性,得到两种计算方法之间差异的同时,也确定小裂纹扩展的塑性应变变化比长裂纹更为敏感。小裂纹的SCC扩展速率大于长裂纹的SCC扩展速率,距裂尖的特征距离r₀是重要的影响因子,鉴于特定距离r₀难以确定,建议通过将相同环境和相同材料下的SCC实验数据结合单边拉伸试样的有限元数值计算结果来确定。研究结果能够实现核电关键结构材料的SCC扩展速率定量预测及服役压力容器的安全评价。     

基于厚板的三辊滚弯成形数值模拟及优化

滚弯成形由于结构简单、加工效率高而被广泛用于工业制造领域.首先,介绍了三辊滚弯技术的成形原理,借助几何模型对成形半径和上辊压下量之间的关系进行推导;然后,使用有限元分析软件ABAQUS对三辊滚弯成形的圆形截面工件进行数值模拟,从模拟结果分析了成形过程中的板材应力分布以及成形半径大小.鉴于板材加工过程中无法避免的回弹现象...     

复合管拉拔过程的计算机仿真

采用弹塑性大变形有限元法建立了复合管的拉拔模型,并对整个拉拔过程进行了仿真。研究各种工艺参数对复合管拉拔拔制力的影响,计算结果与实验数据十分吻合。     

张力对大宽厚比铝箔板形的影响

将有限元静力分析软件ANSYS/Multiphysics对铝箔辊系的计算结果———工作辊辊形作为已知辊形,利用有限元显式动力分析软件ANSYS/LSDYNA,将工作辊视为刚性体,轧件作为变形体,分别模拟了大宽厚比条件下(宽厚比为1656、3118)0.32mm、0.17mm厚度的铝箔轧制过程,得到了改变前后张力时,两种厚度铝箔不同的板形,分析了张力变化对两种厚度铝箔板形的影响,提出了铝箔轧制宜采用的最佳张力制度。     

基于ABAQUS的大尺寸弹丸喷丸过程数值模拟

利用ABAQUS软件建立了单弹丸和多弹丸的喷丸有限元模型,研究了大弹丸喷丸2024铝板的动力学过程,分析了弹丸直径和喷丸覆盖率对板材塑性应变和沿弹坑表面及厚度方向残余应力的影响。模拟结果表明,增加弹丸直径可以使板材塑性应变层及残余压应力层深度增大,弹坑尺寸及弹坑"凸边"附近的残余拉应力也随之增大;塑性应变层和压应力层深度随喷丸覆盖率的提高而增大,但覆盖率达到一定程度时增加不再明显。