干式抛丸与湿式抛丸对钢板除鳞表面的影响

利用自制组合式磨料浆射流除鳞设备进行Q235带钢抛丸除鳞效果研究。采用扫描电镜对干式抛丸和湿式抛丸除鳞后的钢板表面进行观察与分析,并进行能谱分析,采用IXRD残余应力测试仪对除鳞前后钢板表面的残余应力进行测量。比较两种抛丸方式氧化铁皮的去除效率和表面残余应力,并分析湿式抛丸除鳞抛射距离、时间和钢丸粒径对表面残余应力的影响。结果表明:湿式抛丸比干式抛丸除鳞后钢板表面氧含量更低,氧化铁皮除净率高,且表面残余压应力较低。湿式抛丸除鳞中随着抛射距离的减小、抛射时间和粒径的增加,钢板表面残余压应力值也增加。     

棒材二辊矫直工艺设定参数模型研究

为了合理设定二辊矫直的工艺设定参数,降低现场对操作工人经验的依赖程度,实现棒材全自动矫直,基于平面弯曲弹复理论与空间几何关系,结合矫直过程棒材边进给边旋转而达到每旋转半圈反弯一次的特点,建立了棒材矫直全流程的弯曲弹复模型,获得棒材矫直全过程原始曲率、弯曲曲率、弹复曲率及残余曲率的演变过程;在此基础上,基于来料棒材及矫直机辊型,以要求的直线度为目标,建立了凹辊角度与凸辊角度寻优迭代模型;在该理论基础上,探讨了辊缝及导板间距的设定方法;在现场矫直机上进行了该工艺设定模型的验证。工艺参数设定值与现场实际矫直情况一致,应用该模型可实现棒材二辊矫直过程的自动控制。     

钢管矫直机机架受力特性及初始预应力研究

分析了螺栓式预应力机架结构的特点,推导了预应力拉杆的受力过程,证明了单个螺栓预应力结构本身并不能提高拉杆的刚度,也不能改善拉杆应力波动范围,中小型机架结构中应慎重使用;结合钢管矫直机两种主流的拉杆结构,分析不同初始预应力作用下机架的刚度,可以发现,通过多个预应力拉杆对上横梁的夹紧作用,可以提高整个机架结构的刚度,而且在同等重量的情况下施加同等预应力,短预应力预紧的效果优于拉杆全长预紧效果。     

SUS304极薄带拉伸过程中的褶皱试验

针对不锈钢极薄带在弹塑性拉伸过程中出现的褶皱现象，对数字图像相关技术采集的厚度为0.02 mm的SUS304极薄带拉伸试验数据进行了分析，探讨了褶皱形成机理。结果表明，SUS304极薄带产生纵向褶皱主要是由横向应变超过10.104%时，两侧产生的内部横向压应力促使试样向中间挤压运动导致的。其表面不断有新褶皱产生，原有褶皱不断向两端扩展变化，皱曲程度加深，表面褶皱数量不断增多，纵向褶皱纹理越加明显，且纵向褶皱波长远大于波峰到波谷的垂直距离；SUS304极薄带拉伸断裂形式为从边部撕裂并逐渐向内扩展。     

热轧304不锈钢氧化皮层间及界面结合强度研究

通过对热轧304不锈钢沿轧制方向和宽度方向进行划痕试验，对氧化皮剥落过程及界面结合强度进行了研究。采集了划痕过程中的声发射信号和摩擦因数，结合氧化皮破裂过程中的显微形貌，测定了内外氧化层间以及氧化皮与基体间的界面结合力，分析比较了沿不同方向层间及界面结合强度的差异，计算得出氧化皮的界面结合强度。结果表明，氧化皮为两层结构，造成在划痕试验过程中声发射信号发生2次突变，摩擦因数也分为3个阶段。受残余应力影响，临界载荷沿宽度方向比沿轧制方向大。结果还表明，沿轧制方向氧化皮层间及界面结合强度分别为114和112 MPa,沿宽度方向的分别为155和121 MPa,沿轧制方向喷射强度比沿宽度方降低了20%左右，因此说明除鳞过程中喷浆方向沿轧制方向有利于能耗降低和氧化皮去除。     

大直径棒材二辊矫直机辊形设计研究

二辊矫直机矫直质量的好坏很大程度上取决于辊形的合理与否。以金属弹塑性弯曲理论为基础,从二辊矫直机的矫直原理出发,利用编程软件MATLAB计算辊形半径,设计出典型产品的辊形曲线。建立有限元模型并分析棒材在矫直过程中的应力变化情况。     

AZ31B镁合金中厚板轧制热力耦合场数学模型

采用Gleeble-1500D热力模拟试验机对铸态AZ31B镁合金圆柱试样进行了宽范围变形条件下的热压缩试验,拟合热压缩试验数据,针对镁合金应变软化特性建立了一种新的热力本构模型;依托于Deform-3D对镁板的实际热轧过程进行了热力仿真分析,依据轧制理论假设、宏观连续介质力学以及热力学原理,采用数学解析的方法建立了镁板热轧制区域中的应变、应变速率值分布模型以及三维温度场、应力场数学模型。研究结果表明:新建的热力本构模型预测精度较高,平均相对误差为5.1%;建立的轧制变形区域中的应变、应变速率值分布模型,温度场数学模型以及热力耦合场数学模型不仅形式简单易于为生产利用,更能精确表征中厚规格镁板热轧制过程中的热-力耦合变形机制。     

基于MD探究FeO/Fe中晶内微孔洞对FeO破裂的影响

氧化皮中的微孔洞直接影响着氧化皮的破裂性能。利用分子动力学(MD)模拟软件Lammps对含有微孔洞的FeO/Fe多晶模型进行拉伸模拟,研究了不同微孔洞数量情况下微孔洞尺寸对多晶FeO/Fe模型拉伸断裂的影响。研究发现,微孔洞数量相同时,FeO模型的抗拉强度随孔洞尺寸的增大呈现“下降→上升→下降”的趋势,表明了在一定范围内的孔洞尺寸会提高材料的抗拉强度,然而,此时的孔洞尺寸会降低材料的断裂韧性。中心对称参数CSP显示,原子紊乱程度由高到低的区域依次为孔洞处、晶界处、FeO/Fe界面处及FeO晶粒内部。研究结果为氧化皮的破裂机理提供了新的研究思路。     

基于组合给定曲线的复合控制器伺服控制

研究了实际应用中板材矫直工艺对液压缸响应过程的要求,提出了组合给定曲线,从而减轻了大质量、大惯性系统在响应阶跃、斜坡信号时的冲击以及对系统的危害。结合基于跟踪-微分器的非线性比例、积分和微分控制,提出了基于组合给定曲线的位移、速度及加速度的复合控制器,并通过仿真分析和其在全液压矫直机中的实际应用验证了本文算法的可行性和实用性。     

钨添加对Si3N4陶瓷力学性能的影响及强韧化机理研究

为了增韧Si₃N₄基陶瓷材料,以钨(W)作为第二相材料,Y₂O₃-Al₂O₃作为烧结助剂,采用气压烧结法制备了W/Si₃N₄复合陶瓷材料。研究了W含量对W/Si₃N₄复合陶瓷材料致密性、力学性能以及结构的影响。结果表明:在W含量小于5%(质量分数)时,样品致密度均达97%以上;在W含量为5%(质量分数)时,获得的W/Si₃N₄复合陶瓷材料综合性能最佳,弯曲强度、硬度和断裂韧性分别为(670.28±40.00) MPa、(16.42±0.22) GPa和(8.04±0.16) MPa·m^1/2,相比于未添加金属W的Si₃N₄陶瓷材料分别提高了38.08%、13.08%和44.34%;通过分析W/Si₃N₄复合陶瓷材料样品抛光面和压痕裂纹的微观结构,发现W的引入能促使裂纹在扩展路径上更易发生偏转、分叉等增韧机制,消耗裂纹扩展能量,从而改善Si₃N₄陶瓷的断裂韧性。