退刀槽对轴类零件强度的影响研究

建立了轴类零件上M10不同螺距退刀槽承载能力的二维简化有限元模型。有限元分析表明:退刀槽处的应力集中系数与螺距无关,其区域大小为倒角半径R的12%。设计了带退刀槽缺口的板材试样和带退刀槽的棒材试样进行拉伸试验。试验表明:板材拉伸试验与棒材拉伸试验结果相同。对脆性材料,如果按照缺口处的有效面积计算,还需把平均载荷放大1.55倍;如果忽略退刀槽带来的面积减小,则需把平均载荷放大2.31倍。对塑性材料可仅考虑有效面积的减小带来的承载能力的降低。     

微观组织预测技术在热成型过程中的应用

为了进一步推动微观组织预测技术领域的科学研究,推广该技术在热成型生产中的应用,对热成型过程中奥氏体晶粒变化过程的数学模型进行了系统归纳和研究,主要包括金相组织晶粒初始尺寸、动态再结晶、静态再结晶、晶粒长大以及温度补偿等效时间的数学模型.结果表明:运用有限元技术成功预测组织成分具有现实的科学价值.微观组织预测技术在生产中的成功运用,不仅可以提高产品质量,还可以大幅度降低生产成本.     

H型钢控制冷却过程的温度变化及热应力分析

H型钢由于自身的结构特点,轧后存在着严重的温度不均、组织不匀和残余应力,有必要对其实施控制冷却.根据传热学和热弹塑性理论,利用有限元分析法对H型钢轧后冷却过程中温度及应力变化进行了数值模拟分析.分析内容包括空冷和控制冷却过程中的温度和应力分布、时间历程及它们在两种工况下的水平差异.研究结果表明,合理的控制冷却方式及工艺参数可以有效地改善空冷状态下的温度不均、组织不匀和残余应力水平较高等问题,获得较均匀的温度场,降低轧件的残余热应力.工作可为H型钢轧后控制冷却措施的实施及其工艺参数的确定提供理论依据和技术支持.     

热轧H型钢在线控冷系统方案设计与优化

热轧H型钢终轧后在空气中自然冷却,由于H型钢的翼缘和腹板散热性能不同,在冷却过程中H型钢端面会产生高达300℃的温差,影响产品最终的力学性能。为了改善H型钢冷却过程中的温度场分布,提高产品的力学性能,采用有限元仿真技术和现场测试技术相结合,提出了H型钢生产线轧后控制冷却系统的设计方案,如喷嘴布置方案、冷却设备的布置方案、冷却设备的控制方案、冷却方式等。该冷却方案现已成功装备生产现场,现场实测数据表明对热轧H型钢实现轧后控制冷却,在冷却过程中H型钢的温度场得到了明显改善.最终还提出了对该控制冷却系统方案进一步优化的措施。     

H型钢冷却过程的热应力分布规律研究

为了研究大规格H型钢产品冷却过程中热应力的分布规律,采用有限元数值分析和现场测试相结合的方法,对空冷过程H型钢产品的温度场变化历程,等效应力变化历程及冷却至矫直温度时,热应力的分布规律进行了研究。结果表明:现有生产工艺条件下,H型钢冷却至矫直温度时,其内部存在着分布极为不均的热应力场,必须对其采取有效地控制冷却措施,改善其热应力场分布,才能达到提高产品质量的目的。     

空冷对Q235材质H型钢腹板热残余应力场的影响

研究了大规格H型钢产品矫后出现腹板波浪以及切割过程中出现腹板开裂的原因.采用有限元数值分析和现场测试相结合的方法,分析了H型钢空冷至矫直温度时残余应力的分布规律.结果表明,现有生产工艺条件下,型钢冷却至矫直温度(80℃)时,腹板上存在着较大的压应力,致使发生腹板波浪.在腹板和R角的交接部位,残余应力分布极为不均,由压应力向拉应力突变,是导致产品切割开裂的主要原因之一.