X80管线钢在力电化学耦合作用下CO2腐蚀行为的研究

以典型的管线钢材料X80钢为对象,采用动电位极化和电化学阻抗谱技术,研究了在弹性拉伸应力(60%σ_(ys))和塑性拉伸应力(108%σ_(ys))状态下,不同CO_2分压和Cl~-质量分数对材料腐蚀的影响规律。结果表明:受拉伸应力作用的X80钢腐蚀速率随CO_2分压的增大而增大,但并非单纯正相关关系;随Cl~-质量分数的增大,呈现先升高后降低的规律,当Cl~-质量分数为3.5%时,X80钢的腐蚀速率达到最大值。此外,塑性应力状态下X80钢的腐蚀速率明显高于弹性应力状态下的值,原因是塑性应力提高了金属表面的电化学反应活性。     

钻削GH4169高温合金薄壁件钻削力仿真研究

GH4169高温合金的薄壁钻孔与厚壁钻孔相比有特殊性,运用ABAQUS软件进行钻削GH4169高温合金薄壁件的仿真,研究钻削加工过程中钻削参数和工件厚度对钻削力的影响规律及变化特征,分析应力的分布规律。结果表明:钻削初期,横刃的挤压和主切削刃切削长度的增加使钻削力和扭矩增大;稳定钻削阶段,横刃切出后,主切削刃切削长度不变切削直径增加,钻削力和扭矩稳定增加;钻削后期,副切削刃参与切削,主切削刃切削长度减小,轴向钻削力和扭矩减小,但副刃与孔壁的挤压摩擦,曲线波动较大;钻削速度、进给量及工件厚度的增加都会导致轴向钻削力和扭矩的增加;钻削时的最大应力分布在横刃和主切削刃与工件的接触部位。     

横向交变载荷下裙板锁松动试验研究

为研究裙板锁在运行过程中发生松动的原因,对裙板锁进行了横向振动试验,研究初始预紧力、横向激励振幅大小、拆卸次数及不同螺纹类型对裙板锁发生松动的影响,并进行了有限元仿真分析,验证了结果的有效性。试验结果表明,初始预紧力越大,空载振幅越小,裙板锁越不容易发生松动;拆卸次数对裙板锁是否发生松动基本无影响;同等条件下,普通螺纹较梯形螺纹更不易松动,但由于裙板锁的工作性质要求其具有一定的传动性,因此选用具有一定传动性的梯形螺纹。研究结果对工程中分析裙板锁发生松动的原因、指导防松设计具有一定的意义。     

变截面涡旋盘高速铣削仿真加工与实验研究

为减小变截面涡旋盘涡旋齿的变形,提高加工精度,需确定合理的铣削参数。开展了变截面涡旋盘高速铣削仿真与实验研究以确定铣削参数的合理取值范围;选用HT250变截面涡旋盘为研究对象,研究了更接近实际的材料本构模型、刀-屑摩擦模型和热传导控制方程等关键技术;建立了变截面涡旋盘几何模型和简化后的二维铣削模型,利用ABAQUS软件仿真切屑成形过程及不同的铣削参数对铣削力、铣削热影响的变化曲线;通过多因素正交实验加工变截面涡旋盘。结果表明:当主轴转速为3500 r/min、每齿进给量为0.1 mm以及切削深度为2.5 mm时进行铣削更加合理。铣削变截面涡旋盘的研究为加工参数的选择提供了依据和参考;依据实验后所得的铣削参数进行铣削可减小铣削力、铣削温度及齿变形,提高了变截面涡旋盘的加工效率和质量。     

激振力偏离质心的振动床面数值模拟与研究

为了研究直线激振力偏离质心时振动床面的工作状态，从动力学分析入手，建立了直线激振力偏离质心时振动床面的力学模型，计算了转动角|结合EDEM，模拟了激振力通过质心、质心前方和质心后方三种情况的振动给料过程，得出并分析了不同情况对应的物料质量流率和颗粒对床面的压力。结果表明：激振力通过质心前方时对比通过质心时，出料端振幅上升，物料运行速度整体加快，并且床面压力分布更均匀，对入料端压力减小，有利于振动给料过程和延长床面寿命，与激振力通过质心后方时的情况相反。     

变载荷铣削力影响下的加工中心床身结构优化设计

针对加工中心工作过程中变载荷铣削力对床身结构性能的影响问题,对加工中心床身的材料密度分布以及构成床身的基本结构单元尺寸进行了研究。提出了以床身低阶固有频率和最小柔度为目标,体积分数为约束条件的多目标拓扑优化设计方法;采用折中规划法结合平均频率法,构建了变载荷铣削力影响下的多目标拓扑优化数学模型;依据变密度法拓扑优化指导的材料去除方案,获得了加工中心床身的最佳结构布局;同时结合经过优化的拉丁超立方采样,构造了单元标准二阶响应面,使用多目标遗传算法对床身进行了多目标尺寸优化。研究结果表明:优化后床身固有频率增加16.9%,床身质量减少17.4%,最大变形量降低14.4%,最大应力降低18.8%;该优化方案使加工中心床身的结构布局更加合理,实现了轻量化设计。     

钢管塔杆件涡振对节点板疲劳寿命影响研究

煤炭开采对电力需求日益增大，电网工程不断扩大，钢管塔结构数量不断增多，结构疲劳失效会影响煤矿供电安全。针对钢管杆件涡振引起节点板疲劳开裂事件，进行了周边环境分析、涡振频率识别、涡激力计算、节点板实体模型应力分析以及最短开裂时间估算等工作。研究表明：当杆件弱轴涡振时，节点板中间位置加劲肋最外缘处有明显的应力集中，最大应力幅可达77.83MPa，经疲劳寿命计算，开裂节点板加劲肋附近区域理论上有可能在4～5个月的时间内发生疲劳开裂，这与断口电镜扫描提示的多源疲劳开裂相吻合。为避免此类事件的发生，应当从规范化涡振幅值控制指标、研发更为灵活的涡振特征监测手段着手开展后续工作。