高强钢成形技术及其在汽车轻量化中的应用

<正>汽车轻量化是指在保证汽车的强度和安全性能的前提下,尽可能地减轻汽车的整车质量,从而提高汽车的动力性,减少燃料消耗,降低排气污染。汽车的快速发展方便了人们的生活,但同时带来了金属、石油等资源、能源的过量消耗,大气严重污染,通过汽车轻量化实现降低排放和油耗成为汽车工业最具挑战的目标。有研究表明,当钢板厚度分别减小0.05mm、0.1mm和0.15mm时,车身减重分别为6%、12%和18%,可见增     

航空铝锂合金热成形研究进展

与传统铝合金相比,铝锂合金拥有更低的密度、更高的比强度、更好的耐腐蚀性,在航空、航天和航海领域得到了广泛应用。铝锂合金的优异性能归因于在铝基体中添加元素锂。但铝锂合金存在常温延伸率低、回弹大和各向异性强等问题,这些问题严重限制了铝锂合金的应用。为解决铝锂合金常温成形性差的问题,国内外学者针对铝锂合金热成形工艺开展了大量研究。本文首先介绍铝锂合金的发展,随后基于基础实验、失稳理论以及损伤理论三个方面介绍铝锂合金热成形研究进展,了解铝锂合金高温宏微观变形机理以及损伤演化规律,从而实现铝锂合金零件在高温条件下成形成性一体化控制;最后对航空铝锂合金热成形的发展趋势进行了展望。本文可为航空铝锂合金材料热成形生产工艺的制定提供一定的理论参考。     

双金属复合板矫直过程的弯曲及弹复解析

基于工程弹塑性力学建立了不同组坯方式下双金属复合板弯曲矫直过程截面弹塑性状态演变路径的解析模型.基于该模型分析不锈钢复合板矫直过程中的弯曲回弹特性,解释复合板弯曲回弹过程中截面的反向屈服现象,并将不锈钢复合板与单一材料板材弯曲过程进行对比.研究结果表明:双金属复合板在弯曲过程中截面会经历五种弹塑性状态,并伴随着不同的中性层偏移规律,弯曲回弹后的残余应力分布与单一材料板相比更加不均匀且可能进入反向屈服状态;复合板与单一材料板材的弯矩相对差值随着屈服强度比的增大而增大,其绝对值随着弯曲曲率先增大后减小.      

基于粒子群算法的拉矫机工艺参数优化设计

 为了研究带材在拉弯矫直过程中拉矫机工艺参数对伸长率的影响,基于弹塑性力学理论,分析了带材拉弯矫直工艺变形过程,建立了带材伸长率的数学模型,采用多目标粒子群优化算法对伸长率数学模型进行优化计算,根据拉矫机装备特征,确定参数优化约束范围,基于Python语言开发了拉矫机工艺参数优化计算程序,实现了拉矫机工艺参数设定值优化。为验证参数优化结果的正确性,以带材伸长率为验证目标,展开拉矫机工业试验研究,将优化程序算得预测值与现场测试值进行统计比较,并通过均方误差(MSE)与均值绝对百分比误差(MAPE)指标来评判预测模型的精度。试验结果表明,经拉矫机工艺参数优化模型优化后的工艺参数能显著提升拉矫机生产功效,对生产现场具有指导作用,且该技术具有可观的市场推广前景。     

矫直理论的研究发展现状与展望

介绍了近年来矫直理论研究的几种主要模型和各种弯曲理论模型的基础,总结了各种模型的主要应用范围及自身特点,分析了矫直理论模型及常用矫直理论研究方法的优缺点。总结了国内外矫直理论的研究历程及发展现状,在文献检索的基础上总结了国内矫直研究各领域的情况。最后,针对现有矫直理论研究存在的问题而对进一步研究进行了展望。分析认为,矫直理论的研究应朝着构造考虑初始缺陷的矫直理论分析模型、建立参数化的有限元模型、理论分析和数值模拟相结合手段研究新型矫直方式及加强理论实验的力度等方向发展。     

辊式矫直过程应力演变及其对反弯特性的影响

通过对辊式矫直连续反弯过程中的应力遗传与反弯特性的耦合关系的研究,论证在弹塑性连续反弯过程的分析中考虑截面弯曲历史的必要性;并应用弹塑性理论的基本理论,建立考虑变形历史时求解多次反弯过程参数的数值解法,进而详细研究小变形矫直过程的应力遗传规律及其对弯矩—曲率(M-C)关系曲线的影响等。研究发现变形历史对条材断面的反弯特性具有不可忽略的影响,反弯特性的差异使同一工艺条件下不同截面的M-C曲线无法收敛。矫直过程中,具有不同初始曲率的截面在通过同一矫直设备后会经历不同的变形历史,从而产生不同反弯特性,最终导致无法实现残留曲率范围随反弯次数的增加而逐步减小的预期。这从理论上解释了小变形原则在生产现场应用效果不佳的原因。     

传动系统驱动功率的影响因素分析

围绕钢铁企业生产中传动系统电机功率随产品及工况的变化,避免因生产参数不当所导致电机报警或电机功率剧烈波动的现象.运用功率平衡法、逆向路径法和机械传动等基本理论,建立了传动系统的驱动功率的数学解析式,通过正交试验策略,选取带材的规格尺寸、张力、速度、屈服强度作为研究因素,建立L16正交表并得到16组试验数值.分析各因素对驱动电机功率的影响,以极差分析结果作为直观分析的条件,以方差分析结果得到因素影响的显著性,通过结合国内某钢铁企业酸轧生产线的传动系统电机功率生产数据分析验证了驱动功率数学解析式的正确性,并确保冷轧带材拉矫工艺参数的选用更具针对性和方向性.     

基于渐进变分法的蛋盒型结构等效刚度分析及优化

对蛋盒型结构的等效刚度特性进行了分析并实现了蛋盒型结构参数的优化设计.首先以蛋盒型结构的单胞为研究对象,基于渐进变分法,得到了蛋盒型结构等效刚度特性的数值计算方法.随后用该方法计算蛋盒型结构不同参数情况下的等效刚度特性,并以结构参数为自变量,等效刚度特性为因变量进行拟合.最后应用拟合公式在限定泊松比或等效刚度的情况下,分别以最大化结构的屈曲载荷和最大化单位质量吸能能力的优化为例,对蛋盒型结构参数进行了量纲为一的优化设计.计算结果表明:蛋盒型结构拉伸刚度降低,弯曲刚度升高;蛋盒型结构的刚度特性与结构参数之间呈现非线性的特点,结构表现出负泊松比的特性;在给定优化目标和限定条件时应用拟合公式可以快速实现蛋盒型结构参数的主动优化设计.      

基于H型钢残余应力主动控制的矫直工艺设计

针对H型钢辊式矫直过程残余应力的主动控制,基于工程弹塑性理论建立一种矫直过程应力演变的分析模型;采用离散解析实现对模型的快速数值求解;继而基于该分析模型建立一套能够实现残余应力主动控制的工艺参数主动设计方法;运用该方法对典型规格H型钢矫直工艺参数进行工艺设计.建立的分析模型运算结果与有限元结果吻合且计算成本得到有效控制,模型能够实现有限时间内整个矫直工艺参数域内残余应力演变结果的分析;工艺设计方法能够得到一定目标参数和约束条件下的残余应力主动控制工艺参数.