轧制速度对AZ31镁合金管材冷轧成形的影响

轧制速度是三辊式冷轧成形过程中关键的工艺参数，决定其力学特征及温升情况。基于此，本文以冷轧AZ31镁合金管材为研究对象，通过全流程数值仿真计算，对比分析不同轧制速度在各特征变形段对等效应力、等效塑性应变及节点温度的影响规律。结果表明，等效应力、等效塑性应变及节点温度均随轧制速度的增大而增大。通过元胞自动机模型及实验等手段，探明了晶粒在轧制过程中产生连续再结晶并细化的初步组织演变规律；对比分析实验与模拟结果并结合多方面因素，得到800mm/s的轧制速度可以更好的满足工艺要求的结果，为冷轧镁合金管材轧制速度的选择提供依据。     

皮尔格冷轧管机关键工艺参数周期送进量研究

针对目前皮尔格冷轧中关键工艺参数周期送进量无定量计算、选择随机性大的缺点,在分析周期送进量对轧制过程无缝钢管变形特点影响的基础上,以轧制304不锈钢管为例,通过理论计算获得送进量数值,建立周期送进量数值模拟模型,研究其对轧制过程金属变形及成品质量的影响规律,为其工艺参数选择提供依据。利用三维有限元软件建立数值仿真模型,以之前求得的周期送进量为依据,开展轧制过程仿真,得到轧制成形过程中应力状态、成品管尺寸以及残余应力等关键数据,并结合现场轧制试验共同验证成品管能否达到预期的性能。通过理论计算、数值模拟及试验验证相结合的方法,为周期送进量的选取提供支持。有限元模拟与实际试验测量得到的结果相差不大,误差不超过8%,证明了有限元模拟结果的准确性。通过理论计算得出的10 mm送进量下的残余应力比依据生产经验选取的12 mm送进量下的残余应力要减小10%以上,进一步验证了周期送进量为10 mm能够在一定程度上提高实际生产成品管的质量。     

回转角对AZ31镁合金管材冷轧成形过程的影响

回转角是三辊式冷轧无缝管材过程中的关键工艺参数,本文以冷轧AZ31镁合金管材为研究对象,通过对不同回转角下的冷轧过程进行了完整的仿真,对比分析了不同回转角在各特征变形段对等效应力、等效塑性应变及节点温度的影响规律,结果表明随着回转角的增大,等效应力、等效塑性应变以及节点温度均增大。借助元胞自动机模型以及实验等手段,通过实验与数值仿真结果对比分析,探明了晶粒在轧制过程中产生连续再结晶并细化的初步组织演变规律,获得了50°的回转角可以更好的满足工艺要求,为镁合金管材冷轧成形回转角的选择提供依据。     

新技术在滚切剪机设计中的应用

通过建立滚切剪空间剪切机构运动轨迹方程,在滚切模拟基础上,以采用非对称、负偏置新型结构的某大型钢铁有限公司3000mm单轴双偏心定尺滚切剪为计算模型,对非对称前后的钢板剪切力、连杆力、连杆水平分力、保持剪刃间隙恒定的后滑道推力进行了分析对比,并推导了非对称公式.非对称曲柄结构能够降低滚切过程中的连杆水平分力,增大最大剪切力时刻连杆的有效驱动力,降低刀弧对钢板刃口的挤压.理论分析结果及现场钢板剪切质量表明:非对称、负偏置结构是提高剪切机剪切能力,提高刀片寿命,降低剪刃磨损,提高剪切质量,保证剪刃间隙恒定的重要手段.     

纳米多晶镁在不同条件下压缩的分子动力学模拟

为设计和开发具有优异力学性能的镁基纳米结构合金,本文利用Voronoi几何方法构造了晶粒随机取向的纳米多晶镁模型,利用分子动力学软件实现了不同条件下纳米多晶镁的压缩模拟,借助可视化软件对模拟结果进行了相关分析,发现：温度影响晶粒的变化趋势,随着温度升高,晶粒由细化转变为融合长大;压缩速度影响晶粒细化的时间,压缩速度增大,晶粒内部原子仍保持原有结构,只有晶粒边缘处原子位置移动,晶粒细化较晚发生,屈服强度增大,极限应变减小,弹性模量增大;纳米多晶镁中原子位置发生偏移,更易形成FCC结构,产生Shockley不全位错,Shockley不全位错与FCC结构的增长规律呈正比例。     

锥形螺旋焊管成形过程的有限元分析

在研究螺旋焊管成形过程中带钢的变形特征、焊管管壁层间应力的基础上,提出了一种特殊工艺过程--锥形螺旋焊管成形工艺.采用有限元法对锥形螺旋焊管成形过程进行有限元数值模拟,结果表明:①随着带钢厚度变大,带钢的应变变小;②随着辊径的减小,带钢边部应变逐渐减少.经过计算,利用现有的工况条件能够实现锥形螺旋焊管的成形过程.     

皮尔格轧机冷轧不锈钢管回弹预测模型的建立与验证

以皮尔格LG60轧机轧制304不锈钢管为例,研究皮尔格轧机冷轧不锈钢管回弹预测模型。首先通过单向拉伸试验及数据处理的方法得到材料的分段非线性本构方程;其次根据钢管轧制的塑性变形规律结合增量理论,得到变形过程中各应变分量的计算方法,并把钢管变形过程中的受力状态由三向应力状态转化为单向应力状态,利用材料的卸载定律建立冷轧钢管的回弹预测模型;最后通过大型有限元模拟软件DEFORM-3D进行完整轧制过程的3维有限元模拟仿真,并利用皮尔格轧机进行实际轧制试验验证来检验回弹预测模型的可靠性与正确性。结果表明,本模型精度较高,对皮尔格轧机孔型设计及实际生产中成品管尺寸精度控制有重要指导意义。     

基于PR-11RⅢ级复合连杆滚动剪切机构运动学分析

通过对国内外现有的液压板材剪切机结构的原理分析,创新性地提出一种新型的单液压缸驱动的液压滚切式板材剪切机,获得PR-11RⅢ级杆组的复合连杆机构简化模型。以实现纯滚动为设计前提,利用闭环矢量法对该复合连杆滚切机构进行正运动学建模,给出机构的闭环矢量,推导其运动学方程,借助SIMLINK软件对其进行运动学仿真分析计算,获得上刀台各关键点的运动轨迹及主要衡量指标。以推广应用的某大型机械有限公司2000 mm单液压缸驱动的液压滚切式板材剪切机研发项目为依托,对剪切机构的运动轨迹进行运动学模拟仿真,结果表明上下剪刃重叠量和刀弧水平偏移量的模拟结果均符合实际生产要求,从而更进一步证实了该新型的单液压缸驱动的液压滚切式板材剪切机构设计的合理性与运动学模型的正确性。     

驱动复合连杆机构滚动的液压控制系统特性

针对曲轴连杆机械式滚切剪机构复杂、设备质量大、造价高等问题,研制出液压缸驱动PR-8R-PRⅡ级杆组的复合连杆剪切机构.通过建立复合连杆机构的位置环方程、力矩平衡方程,求解出构件的轨迹曲线及液压缸的位移、双腔平衡力参数及液压控制系统的传递函数.理论与实测结果表明:液压伺服控制系统模型满足了连杆机构复演滚动轨迹的特性要求;该机构构型设计及机构学综合分析数据正确可行,液压伺服控制系统具有较强的鲁棒性和自适应能力,可在复杂恶劣工况下实现较高的位置控制精度,采用非对称阀控制非对称缸的方法能有效解决剪切机构驱动液压缸的换向冲击问题.     

滚切剪剪切力影响因素的分析及有限元模拟

对滚切剪剪切原理进行了分析,得到了影响剪切力的5个主要因素,即钢板厚度、切入深度比、剪切速度、剪切角、剪刃间隙.借助于有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,获得了5个因素与剪切力的关系.这能为滚切剪的设计提供理论依据.