扩径力与扩径行程的主要影响因素和计算方法

机械扩径是现代管线钢管制造方法的一项关键技术 ,包括扩径工艺和扩径装备两个方面。扩径力和扩径行程是机械扩径工艺的两个主要参数 ,也是开发机械扩径装备的重要依据。由于缺乏对机械扩径工艺的系统研究 ,准确计算扩径力和合理确定扩径行程 ,已经成为制约我国管线钢管制造技术发展和进步的主要技术障碍之一。本文针对现有扩径力计算方法的不足 ,在考虑变形程度及刚端影响的基础上 ,提出了一个新的扩径力计算公式 ;并且基于管坯的扩径过程可分为整圆和扩圆两个变形阶段的特征 ,分别给出了整圆、扩圆阶段的行程计算公式。此外 ,本文还通过实验与数值模拟相结合的方法 ,验证了上述公式的正确性     

圆管扩径力的解析

采用主应力法推导圆管扩径时扩径力的解析式.计算结果表明扩径力随扩径系数ψ或组合参数B的增大而增大.进行扩径实验并实测了扩径力;根据部分扩径力实测参数反算了相应的摩擦系数;并采用解析式和平均摩擦系数预报了不同顶锥锥角时的扩径力.当顶锥锥角较小时,扩径力计算值与实测值符合较好.     

圆管扩径过程的变形分析

根据塑性流动理论,推导了圆管扩径过程厚向压变形与环向拉变形之比η的计算方法。进行了圆管扩径试验,按实测的扩径力反算了接触面的摩擦系数。提出了一种采用平均扩径系数,避免数值积分方法的η值工程算法。试验和计算结果表明,η值随扩径系数增大而减小;随顶锥锥角增大而增大。厚环向变形比的计算值和测量值符合较好。两种计算方法的结果相当一致。     

螺旋焊管冷扩径技术的试验研究

通过试验研究认证螺旋焊管的可扩性， 取得必要数据，找出扩径参数间的变化规律， 提出扩径技术特性、结构和工艺     

BFe10-1-1铜管扩径拉拔形变分析及其力能预测

为研究实际生产中大口径铜管的扩径拉拔工艺,基于等比例缩小原则,通过理论解析、有限元仿真和实验验证3种途径对BFe10-1-1铜管扩径拉拔的形变规律及扩径力进行研究,探讨了关键工艺参数对扩径过程的影响规律.结果表明:扩径力随扩径系数、管材壁厚和摩擦系数的增大而增大,随模芯半锥角的增大先减小后增大,在模芯半锥角为12°左右...     

薄壁管压入扩径成形力的计算

首次利用主应力法计算薄壁管压入扩径的成形力，计算结果与实验值吻合。     

单头机械扩径机拉力分析

本文通过对单头机械扩径机相互作用力及钢管屈服条件的分析,提出了扩径拉力计算公式。对此类设备的油缸拉力设计有一定参考价值。     

斜轧扩径工艺的最新应用~((A1))——《无缝钢管百年史话》(续释9)

在钢管热扩径工艺中,斜轧热扩径是一种既古老又成熟的工艺,介绍了斜轧扩径工艺的过程,斜轧扩径机结构特点,斜轧扩径时管子金属的流动和变形特点,管子质量。并较详细介绍了意大利Dalmine钢管厂(公司)在增设Φ711mm斜轧扩径机所实施的生产重组情况。同时也介绍了世界上现有的几台拉拔式扩径机的情况。     

大直径焊管生产用扩径机简介

介绍了大直径焊管生产用扩径机的主要作用和主要类型，着重分析了机械式扩径机和液压式扩径机所存在的优缺点，阐明了机械式扩径机将逐步取代液压式扩径机这一观点。     

大口径螺旋焊管管端扩径机的改造

管端机械扩径是重大管线用螺旋焊管提高管端几何尺寸精度、方便管道施工的重要工艺环节,通过对管端扩径力的计算与分析,校核了设备的能力,提出了设备改进方案,并在西二线大口径螺旋焊管生产设备改造实践中得到成功验证,设备的可靠性得到保证.     

2000kN液压胀形机计算机控制系统设计

介绍了管件液压胀形特点和其工艺流程,对胀形机计算机控制系统进行了硬件设计和软件设计。在软件设计中用户可以预先设定侧缸位移（或压力）和胀形力的关系曲线来控制胀形过程,并可以获得胀形力的实际变化曲线和侧缸位移（或压力）的实际变化曲线。     

7A04铝合金厚壁筒扩口成形工艺研究

基于刚塑性有限元方法的数值模拟,对7A04铝合金厚壁筒扩口成形过程进行了分析,比较了不同温度、不同摩擦条件下扩口的应变分布和成形力变化.在此基础上进行了相应的工艺实验研究.结果表明,模拟结果和实验结果基本一致;在制定的工艺参数下,实现了铝合金厚壁筒的大比率扩口,为铝合金厚壁筒扩口成形技术的应用提供了依据.     

厚壁管件有芯棒开式冷挤压理论建模

分析了厚壁管件有芯棒开式冷挤压成形特点及影响成形的参数,将此工艺分为外缩径内径不变、内扩径外径不变、外缩径内扩径3种形式,视前两种变形形式为外缩径内扩径变形的特殊形式。引入流函数,建立包含3种变形形式的统一连续速度场;根据速度场与应变速率场之间关系,确定了应变速率场;利用上限原理,得到了挤压功率、挤压力的理论模型。通过编程计算,得到了不同工况下的力-行程曲线,并与实验结果进行了对比,误差小于8%,满足工程需要。此模型可计算不同工况下的挤压力,用于厚壁管件有芯棒开式冷挤压成形工艺的制定及设备选择。     

环形件分级扩径成形及开裂研究

面对现有环件机械扩径工艺的诸多不足,分级扩径工艺得到了发展和应用。本文介绍了该工艺的基本特点,并以双级扩径工艺为研究对象,从理论上推导了扩径力和扩径行程的计算公式。采用ABAQUS软件对扩径过程进行了模拟,获得了扩径过程中材料参数对锥杆下压力的影响规律,从而验证了理论推导的准确性。为了解决环形件扩径过程中的开裂问题,运用损伤力学的临界空穴扩张比理论,并借助塑性力学方程,建立了环形件的扩径成形无开裂条件,以此作为环件预测开裂的依据,并通过实验证明了该条件的正确性。     

采用下角隅扩腔凹模成形直/斜齿柱形齿轮

为实现直/斜齿柱形齿轮一步精密成形,并克服现有工艺存在的轮齿角隅欠饱满、成形力大、模具结构复杂、对设备动作要求复杂等一系列不足,提出了一种将成形过程划分为镦压、顶出两个阶段,在凹模下角隅设置扩腔空间的闭式模锻新工艺。以模数为4、齿数为12、齿宽为30 mm的实体正齿轮为主要研究对象,采用扩腔空间几何参数优化组合的凹模,借助于Deform软件flow net功能,从变形体外观和内部最能反映上、下角隅填充效果的两个纬面,观察分析了新工艺两个阶段过程中金属的填充情况,以及与传统闭式模锻变形力对比情况。结果表明,镦压结束时上角隅填充良好,下角隅虽然欠充满,但仍有合适体积流入扩腔空间;相对传统闭式模锻,镦压力明显减小。顶出阶段时在扩腔空间倾斜侧壁作用下,流入扩腔空间的体积向下角隅回流,实现下角隅填充。新工艺集成了分流成形与推过整形方法优点,模具结构及设备动作要求简单,新工艺效果得到物理模拟实验验证。     

1250/850/850液压胀形机胀形力控制系统

介绍了１２５０／８５０／８５０胀形机的主要特点,找出了１２５０／８５０／８５０胀形机控制系统的缺点,进而设计了两种实用可靠的胀形力控制系统,扩大了该设备的使用范围,大大提高了产品成品率和产品质量。     

单晶镍基合金在拉伸蠕变期间的组织演化与分析

通过[001]取向镍基单晶合金拉伸蠕变期间的组织形貌观察,采用应力应变有限元方法计算出立方γ/γ′两相共格界面的vonMises应力分布,研究了合金在蠕变期间γ′相的定向粗化规律。结果表明,施加拉应力可改变立方γ/γ′两相的应力分布,使不同晶面发生晶格收缩与扩张应变,其中,(001)晶面产生晶格收缩可排斥较大半径的Al、Ti原子,(100)和(010)晶面沿平行于应力轴方向产生晶格扩张应变,可诱捕较大半径的Al、Ti原子,是使其γ′相沿扩张晶格的法线定向生长成为类似筛网层状结构的组织演化规律。并进一步提出蠕变期间发生元素扩散和γ′相定向生长的驱动力。     

基于有限元模拟的型材挤压专家系统

运用BP神经网络对型材挤压过程的FEM(有限元模拟)结果所产生的样本进行组织训练 ,建立了模具几何参数与应力、应变等参数之间的映射关系 ,从而实现了挤压过程的建模 ,并以此为基础 ,建立了相应的专家系统。该系统具有良好的扩展性 ,为专家系统的进一步发展提供了一个新的研究方向     

On problems of volume change measurements in lamellar cast iron

Solidification of lamellar cast iron is a complex mechanism due to the contracting austenite phase and the expanding graphite phase precipitation. The combined effect of contraction–expansion has an influence on the volume change related defects (shrinkage porosity and penetration). Critical moments in measuring volume change are the methods used for measurement together with the interpretation of the solidification based on the macrostructure. Reliable results are obtained using displacement measurement in both axial and radial direction of a cylindrical sample in combination with using two thermocouples and a force measurement unit. Common drawback of the used method together with other methods presented in the literature is the early expansion observed before the coherence of the solidifying grains. The introduced force measurement gives a novel interpretation of the columnar to equiaxed transition, and the displacement measurement in different directions within a cast sample reveal the anisotropic character of the volume change.