矫直对H型钢残余应力影响规律的研究分析

根据实测温度场的数据,模拟了H型钢H700×300的轧后冷却温度场,计算得到了冷却过程中产生的热应力分布.以冷却2400s时的热应力做为H型钢矫前的初始残余应力、引入到九辊矫直模型中,研究分析了矫直过程中型钢内残余应力的遗传演变规律.经过多辊矫直,翼缘高度方向呈抛物线状分布的初始纵向残余应力基本没有改变;腹板宽度方向大部分的初始残余应力仍然遗传到矫后,只有腹板根部的应力分布与矫前明显不同.就目前生产采用的矫直工艺参数而言,矫直过程对改善残余应力分布的效果并不明显,因此要提高产品性能,应从H型钢的轧制及冷却方面的控制入手.以保持较低水平的初始残余应力才是根本.     

欧姆龙的PLC在H型钢生产线上的应用

上海大通钢结构有限公司H型钢生产线是采用高频焊接工艺连续生产H型钢的高效率生产线。原材料为卷料带钢,上翼缘、下翼缘和腹板各一条。包括开卷机、端焊机、平整机、储料器和夹送辊等设备组成的连续工艺线将材料连续输入高频焊机。焊机出口的H型钢经冷却、矫直、定长剪切直到成品收集打包。储料器可储存一定数量的卷料,以便在换新卷和端焊时使生产线保持连续生产。     

H型钢空冷过程中残余热应力的有限元分析

借助于LS-DYNA有限元软件,在H型钢轧制全程有限元分析的基础上,对轧后H型钢空冷过程进行了三维热力耦合有限元分析,分析了不同热定尺情况下H型钢残余热应力的分布.结果表明:该热轧H型钢因轧后断面温度场的分布不均匀导致空冷过程中残余热应力的分布状态复杂,其中沿轧件长度方向上的残余热应力在腹板部位整体表现为压应力,可达160 MPa以上,而翼缘中心和腰腿连接部位表现为拉应力;H型钢宽度方向的残余应力影响长度方向上的应力分布,当采用热锯定尺小于3 m时,随着长度的减小沿长度方向的残余热应力相应减小.     

H型钢轧制过程摩擦力分布的数值分析

为了分析万能法轧制H型钢过程中不同接触区内摩擦力分布的规律,利用数值模拟法建立了H型钢的轧制模型。以铅为坯料,在给定轧制规程的前提下,系统地模拟了H型钢轧制的全过程;分析了翼缘和腹板变形区的长度、宽度等参数;最终获得了稳态轧制过程中摩擦力在不同接触区域内的矢量分布规律。研究结果表明:H型钢翼缘表层金属受到的摩擦力的方向指向变形区的中部,翼缘变形区存在前滑区和后滑区;H型钢腹板表面金属受到的摩擦力的方向一致,与轧制的方向相反,使得接触区基本为后滑区。     

H型钢精确矫直技术的研究分析

介绍了H型钢的多辊矫直原理,指出由于构件断面结构特点、矫直加载方式及多辊矫直过程的复杂性,决定了应用传统矫直理论对此类薄壁异形构件的矫直力学行为进行精确描述具有局限性.结合国内外研究现状,提出从矫直变形机理的进一步研究、初始弯曲程度对工艺参数及矫直质量的影响、残余应力的形成及控制机理,以及利用有限元仿真技术手段等方面对H型钢矫直技术展开深入研究的方向,以寻求适用于H型钢这类薄壁构件的精确矫直理论.     

大型H型钢矫直规程对矫后残余应力的影响分析

通过现场数据采集和实验研究,建立了规格为HN1000X300的最大型H型钢九辊平行辊矫直实体模型和有限元模型,把模型导入Workbench LS-DYNA显示动力学软件模块中,进行材料参数、网格划分、初始条件及边界条件设置并计算,成功的完成了大型H型钢HN1000x300在现场生产矫直规程及不同矫直规程下进行的矫直过程数值模拟,对各矫直规程下的矫后残余应力大小和分布规律统计对比分析,得出矫后残余应力值最小且分布状态合理的最佳矫直规程,最佳矫直规程的设定对提高矫直质量和生产率具有十分重要的意义。     

H型钢焊接生产线技术改造

目前相当多的建筑结构大量采用焊接H型钢。本文简述H型钢焊接生产线的构成及其具体情况;为提高生产能力、增加产品规格和创造更多效益,从H型钢组立机、翼缘矫正机两方面介绍了技术改造情况,取得了理想效果。     

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。     

大变形矫直方案在H型钢矫直机上的应用

介绍H型钢矫直机的特点,矫直原理,并按大变形矫直方案对H型钢矫直过程进行分析计算,为H型钢矫直机的设计提供依据。     

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。     

H型钢矫直压下挠度的理论解析及压下过程数值模拟

给出了H型钢矫直时关键的工艺参数可调辊压下挠度的传统解、工程解和精确理论解.建立了H型钢压下的实体模型和有限元模型,在综合考虑各种非线性的情况下数值仿真了矫直压下过程,并把解析解和数值解进行对比,二者符合良好.     

DP／DP Coupler在矫直机本体及换辊系统中的应用

莱钢大型H型钢轧线矫直机自动控制系统包括矫直机本体自控系统和矫直辊换辊自控系统,本体系统实现对轧件的矫直,换辊系统完成每种规格矫直辊的更换。两个独立的自控系统通过西门子SIMATICDP/DP Coupler网络耦合器进行连接,共同完成大型 H型钢的矫直工序。     

中小型轴类零件旋转弯曲矫直工艺数值模拟研究

直线度是轴类零件重要的质量参数之一,矫直是轴生产过程中的一道必要工序。针对现有矫直工艺的局限性,提出中小型轴类零件旋转弯曲矫直工艺。基于通用有限元软件LS-DYNA,使用Y-U强化模型对工艺过程进行了数值模拟研究,揭示其矫直机理,探究各因素对矫直效果的影响。研究结果表明,矫直过程中材料任意质点应力均经历多次的正负交替变化,在逐渐卸载过程中使轴向任意微段的曲率逐渐趋近于零,实现其矫直。残余挠度随着弯曲量的增加而降低,当弹区比达到0.2时,残余挠度达到了最小。随着旋转速度的增加,残余挠度先减小再增大,当旋转速度与弯曲量的比值为125r/rad时,矫直效果较好。长径比、初始挠度(大小及挠曲形式)以及初始残余应力对矫直效果影响较小,采用相同的工艺参数均取得了良好的矫直效果。数值模拟结果验证了工艺的可行性,无需经过复杂的初始挠度测量,光轴和阶梯轴矫直后残余挠度均在0.1mm以内。     

台阶轴校直工艺计算方法及实验研究

在研究热处理后台阶轴轴肩处发生弯曲变形的基础上，根据弹塑性力学理论，探讨应力集中对校直过程的影响，提出台阶轴校直工艺计算方法。实验研究表明该方法能有效应用于台阶轴的校直过程，对制定齿轮轴等台阶轴零件校直工艺有一定的指导意义。     

轮胎非线性自激振动的动力学稳定性分析

考虑轮胎接地摩擦的非线性特性,建立胎面-地面系统的考虑时间延迟的动力学振动模型,以常微分方程稳定性理论和非线性动力学理论为基础,阐明了轮胎的自激振动是一种非线性动力学Hopf分岔后出现的稳定极限环振动现象。通过MATLAB/Simulink进行仿真试验,证明了自激振动现象的存在,并且系统在临界车速发生了Hopf分岔,与实际情况一致。     

铜阴极板辊式矫直机参数研究

矫直是一个复杂的过程,包括几何非线性、材料非线性、接触非线性等问题,其数值模拟涉及到多个学科。以铜电解阴极板加工机组中的矫直机为研究对象,采用有限元软件ANSYS建立了矫直辊和阴极板的仿真模型,利用计算机模拟了铜阴极板的矫直过程,最终以矫直后的残留率和最大残余应力作为评价指标,利用正交因素法比较分析不同矫直参数对矫直效果的影响,获得最佳的矫直参数组合,对企业矫直机的设计开发提供参考,具有一定的实用价值及生产指导意义。     

小型专用拉弯矫直机的设计与工艺研究

镀锌薄钢带经常大量应用于冷弯型钢生产中,而在其生产过程中很容易出现板形缺陷。常见的辊式弯曲矫直设备通过单纯弯曲变形对钢带实施矫直,但无法胜任薄带复杂板形的矫正。拉伸弯曲矫直方法将拉伸和弯曲两种矫直工艺相结合,改变了钢带中性层的位置,经过多次拉直、弯曲能够实现钢带全截面延伸,能够同时实现钢带侧弯、波浪变形、坯料楔形等不良板形的矫直。为此我们开发了一种专门用于冷弯生产的小型拉弯矫直设备实现薄钢带的矫直功能。不但详述了设备机械、电气的研制与开发,而且采用有限元分析和现场试验相结合的方式,对特定产品的拉弯矫直工艺进行了研究。     

Residual stress formation during the roller straightening of railway rails

Residual stresses in rails due to roller straightening have become increasingly important since they are going to become part of rail purchase specifications. Both experimental and numerical investigations have been carried out in the past to reveal the formation of, primarily, the dominant longitudinal residual stresses. Most experimental evaluations show a typical C-shaped stress distribution in the rail cross section where the numerical studies do not provide a clear picture. A new and more realistic numerical simulation for the roller straightening process of rails will be presented. The model also considers the longitudinal movement of the rail through the straightener. Chaboche's multiple component non-linear kinematic hardening model has been used to account for the plastic behavior of rail steel. The results are in good agreement with the experimental investigations.