张力减径技术的早期和近期发展(A1)——《无缝钢管百年史话》(续释8-2)

自1932年张力减径技术专利诞生以来,张力减径工艺已有长足的进步,张力减径机已从二辊式发展到三辊式,已从集体差动传动发展到分组差动传动,其应用范围不断扩大。介绍了张力减径工艺的理论基础及其发展;研究了张力减径机稳态和非稳态轧制阶段的应力、应变条件的影响因素;讨论了管端增厚和管子纵向壁厚差异的问题。随着管端增厚控制技术和壁厚控制系统的应用,已可消除或减轻管子的壁厚差异,且管头的切损率也有大幅降低。     

无缝钢管张力减径张力系数的理论计算与分析

通过推导钢管张力减径塑性方程,提出了表征钢管张力减径时纵向、径向和切向变形的指标,计算和分析了张力系数对张力减径变形的影响特点,并定量分析了临界张力系数的特点。分析结果表明:增大张力系数有利于促进钢管的纵向延伸变形和减壁变形,不利于减径变形;在3个方向的变形中,张力系数对壁厚变化的影响最为明显;钢管张力减径时,临界张力系数的大小只受钢管径壁比的影响,径壁比越大,临界张力系数越大;理论计算的临界张力系数的范围为0.35~0.50,任何情况下临界张力系数小于0.50。通过生产应用实例证实,根据钢管径壁比选择张力系数具有实用性和有效性。     

微张力减径的钢管质量及其控制

介绍了衡阳钢管厂φ108mm三辊轧管机组配置12架微张力减径机生产中厚壁钢管的外径精度、壁厚精度及内外表面质量情况。实践证明采用合理的减径工艺制度,用一组微张力减径机代替二辊减径机+回转定径机生产中厚壁钢管是极为成功的。     

张力减径技术的早期和近期发展(Al)--《无缝钢管百年史话》(续释8-1)

自1932年张力减径技术问世以来，其间经过两次大的发展，至今张力减径机已有二辊式和三辊式等型式，传动方式也形成了集中传动、单独传动等方式。介绍了现有张力减径机的发展史况，采用的一些典型减径量和减壁量及其相互间的关系，以及优缺点等。     

张力减径壁厚系数γ辨析

解析了张力减径壁厚系数γ=S/D和γ-2S/D的物理意义及应用条件,给出了平均壁厚系数表达式。     

无缝钢管张力减径过程的有限元分析

根据张力减径机组轧制工艺,采用非线性有限元法建立了三维热力耦合弹塑性有限元模型,运用该模型对实际张力减径过程进行了数值模拟,得到了管坯的温度场、应变场和应力场分布规律,分析了管坯经过各机架时的壁厚变化。模拟得到的轧制力能参数与现场实测结果吻合较好,为张力减径过程的工艺理论研究提供了依据。     

张力减径机头尾壁厚控制系统的开发与实践

针对无缝钢管张力减径过程中头尾端壁厚增加问题,通过分析张力减径机电机动态特性,建立了CEC多级控制模型,提出CEC异常情况的处理方式和使用过程中的注意事项。在生产实践过程中,通过CEC参数的调整,建立了每一种规格相应的CEC数据库系统,使切头尾率降低1.9%,显著提高了成材率。     

钢管微张力减径过程中壁厚变化的有限元计算分析和实验研究

通过弹塑性有限元对几个典型品种钢管微张力减径过程中的壁厚变化作了计算分析,并与实验结果进行对照,证明用弹塑性有限元分析微张力减径过程是可行的,并得出一些结论,这对于用有限元手段开发新品种,推广微张力减径技术有重要的意义。     

幂函数减径率的张力减径机孔型设计

介绍了三辊式张力减径机的发展,以及张力减径机孔型设计的常用方法.根据幂函数减径率的张力减径机孔型设计理论与Φ168 mm PQF三辊连轧管机组张力减径机的特点,设计了一套适合该张力减径机使用的幂函数减径率张力减径机孔型.该孔型平衡了速度、温度等对张力减径机各组电机及减速箱的影响,特别是第2组电机的实际负载增加明显.     

冷张力减径机组的应用

详细介绍了冷张力减径机组的特点，冷减径率与材料应力的关系，冷张力减径机工艺参数计算及冷张力减径机组的应用实例。     

基于AMESim的吹塑机壁厚液压控制系统仿真

以容积1 000 L的IBC吨桶的轴向壁厚控制为例,运用AMESim液压仿真软件建立壁厚液压控制系统模型,并采用PID控制料口缸跟随储料缸的运动,实现对系统工作过程的仿真。仿真结果表明:所设计的控制系统能够对两缸的运动实现精确比例控制,准确跟踪壁厚控制曲线,工作过程平稳快速,能够保证中空吹塑制品的壁厚均匀性。     

大直径薄壁铝合金封头剪切旋压成形研究

应用ABAQUS/Explicit软件平台建立了大直径薄壁铝合金封头剪切旋压成形过程的有限元数值模型,通过数值模拟对大直径薄壁铝合金封头在剪切旋压过程中的应力应变分布进行了分析,获得了工艺参数对成形质量的影响规律为:随旋轮圆角半径R、旋轮进给比f及芯模转速n的增大,旋压件的不均匀变形度呈增大趋势;随旋轮圆角半径、旋轮进给比的增大,旋压件壁厚极小值逐渐减小;随芯模转速提高,壁厚极小值增大,旋压件壁厚极大值对工艺参数的变化不敏感。在此基础上确定了优化工艺参数为:R=12 mm,f=1 mm·r~(-1),n=40 r·min~(-1),并进行剪切旋压成形试验,获得了质量合格的Ф2600 mm大直径薄壁铝合金封头样件。     

塑管成型超声波在线检测系统中的数据处理

为检测塑管成型过程中的管径壁厚和椭圆度变化,研制了塑管成型超声波在线检测系统。分析了系统的测厚机理和工作过程,重点介绍了系统对检测数据的处理。针对具体的数据处理要求,采用基于CIP-51芯片的SOC系统C8051F121,其自带的可编程计数器／定时器阵列（PCA）可高精度地实现方波时间宽度的采样数字化,为实现超声波在线监测提供硬件基础。     

工艺参数对高强钢管单道次缩径旋压成形质量的影响

基于ABAQUS/Explicit平台建立了高强钢管形件双旋轮无芯模缩径旋压成形有限元模型,对其单道次缩径旋压成形过程进行了数值模拟,获得了旋压成形的应力、应变分布规律及工艺参数对成形质量的影响规律,并通过试验验证了数值模拟的可靠性。结果表明:最大残余应力出现在直壁段和开口端外表面,最大等效应变出现在锥形缩口与直壁过渡部分、直壁段和开口端外表面,应力、应变集中区在旋压过程中容易产生过度减薄;随着压下量Δ的增加,壁厚最大减薄量增加、圆柱度增大,在Δ=3 mm时圆度最小;随着进给比f的增加,壁厚最大减薄量减小、圆柱度减小,但平均外径与理想值偏差较大,f=1.0 mm·r-1时综合成形质量较好;随着旋轮圆角半径rρ增加,壁厚最大减薄量减小、圆柱度减小,但在rρ=10 mm时沿轴向截面圆度最小。     

霍尔效应法在非铁磁性小直径无缝管壁厚测量中的应用

针对航空发动机用某非铁磁性小直径无缝管（ф3 mm×0.5 mm）的特点,分析当前无损测厚方法的可适用性,提出用霍尔效应法进行管材壁厚测量。试验证明其测量精度可以满足此类管材壁厚测量要求,有很好的应用前景。     

钢管头尾增厚端壁厚分析及数学模型建立

通过对钢管头、尾增厚端壁厚进行测量,对其分布形态进行回归分析,模拟出了头、尾增厚端壁厚变化规律的线性和非线性数学模型,并对二者的拟合精度进行比较.比较后发现,以减径率、平均张力系数作为线性模型的主要影响因素时,增壁率的拟合精度高,增厚端长度的拟合精度较差;但采用非线性模型进行拟合时,增厚端壁厚和长度的拟合精度都非常高....     

筒形件强力旋压工艺参数选取方式分析

强力旋压是制造薄壁简形件的一种高效加工方法，但在加工过程中会受到很多工艺参数的影响。为改善加工工艺和提高产品质量，对包括旋轮形状在内的几种影响较大的工艺参数进行了分析比较，论证了工艺参数的选取与产品生产缺陷之间的内在规律，提出了可行的选取方式。认为：旋轮形状参数要依据理论公式和经验在一定范围内选择；旋轮进给比要考虑壁厚减薄率、管坯厚度、旋轮直径以及圆角半径等因素的影响，通常在0．5mm／r～1．5mm／r之间选取；普通简形件采用多道次成形，道次减薄率应逐渐增大，道次减薄量由大到小递减；带内筋筒形件采用大减薄率一道次成形或采用不同的芯模实现预成形和终成形；旋压力的大小要综合考虑其它工艺参数的变化情况，合理施加。这样，经过一定的调整就可以加工出质量较好的产品，从而为该工艺提供了一定的技术支持和理论保证。     

超声振动对W形金属密封环滚压成形不均匀变形的影响

为了提高W形金属密封环的成形质量,本文对W形金属密封环的超声振动滚压成形过程进行了研究。基于ABAQUS/Explicit有限元仿真软件,搭建了W形金属密封环超声振动辅助滚压成形三维有限元模型,研究了超声频率对环件不均匀变形的影响。结果表明：随着超声频率的增加,环件的应力不均匀度呈现先增后减的规律;环件的应变不均匀度呈现先略微减小,然后激增,再减小的规律;壁厚不均匀度呈现先减小,后增大,再减小的趋势。其中在超声频率为30kHz与40kHz时环件变形不均匀程度显著增大,这是由于环件产生了起皱现象造成的;通过对截面的应力、应变和壁厚不均匀分析,证明了波峰与波谷位置是成形过程中的关键部位。     

基于ANSYS的气动平衡器气缸筒壁厚优化设计

针对气动平衡器气缸筒壁厚优化设计问题,提出了基于ANSYS的气缸筒壁厚优化设计方法,实现了在满足给定刚度和强度条件下质量最小的优化设计目标,并用现场实验和真实数据对有限元仿真结果进行了验证。该优化方法提高了气动平衡器气缸筒壁厚设计计算效率,降低了加工成本,对探索新的气缸筒壁厚优化设计方法提供参考。     

半浮动芯棒连轧荒管壁厚不均的原因分析

介绍了半浮动芯棒连轧管机荒管壁厚不均的类型及特点,荒管壁厚不均有同批壁厚不均、纵向壁厚不均和横向壁厚不均等3种类型。分析了荒管壁厚不均产生的原因,穿孔毛管壁厚不均、连轧管机孔型形状变化、轧制中心线偏移均会造成荒管横向壁厚不均;芯棒尺寸波动会引起荒管纵向壁厚不均和同批壁厚差。提出了改善半浮动芯棒连轧荒管壁厚不均的有效措施。