基于曲率积分的Q235/S304复合板矫直压下量分析

根据弹塑性弯曲理论,利用曲率积分理论进行压下量的计算。建立双金属复合板在矫直过程中的三维动态有限元模型,通过仿真分析复合板在矫直过程中不同压下规程下纵向位移的变化规律以及对残余应力的影响。研究表明,矫直过程中,初始道次消除部分初始浪形,适当增大后续道次的反弯会很大程度上减小矫直后板材的凸度,板材残余应力较小且分布较均匀,矫直后复合板材的平直度符合国家标准。     

重轨矫直残余应力有限元模拟研究

通过建立60 kg/m重轨水平矫直有限元模型,模拟研究了矫前弦高、矫直压下规程对重轨矫后残余应力的影响,研究结果表明:重轨矫后残余应力随着矫前弦高的增加而增大,在工业生产中制定合理的预弯曲线能够降低矫后残余应力;减小R6、R8水平辊压下量,重轨在Ⅵ、Ⅶ水平矫直变形区产生较小的弹塑性变形,有利于降低重轨矫后残余应力。     

用热定径一定向预弯法轧制高精度高平直度重轨

为了适应铁路提速和高速铁路建设对重轨尺寸精度和平直度的要求，研究了在热定径的同时，利用辊径差和压下量差对重轨进行定向且弯曲量可控的预弯轧法。试验结果表明，该方法可以明显提高重轨轨高的尺寸精度和全长平直度，且进入矫直机之前重轨的弯曲很小，避免了对矫直辊的冲击，矫直咬入平稳。     

电解铜导电棒矫直机压下量计算及有限元分析

给出了电解铜导电棒矫直机矫直工艺规程中各可调辊压下量的精确理论解。采用MATLAB软件编写了辊数及压弯挠度设计的计算机程序。通过有限元软件ANSYS/LS-DYNA对导电棒矫直过程的动态模拟研究其各阶段的等效应力及矫后平直度。     

寻求提高钢轨质量的新途径

本文从钢轨矫直后所测到的残留变形（断面尺寸及长度变化）和残余应力着手,分析了二者产生的原因、影响因素,以寻求一种合理的矫直方式,既能保证有最好的尺寸精度和平直度,又能保持大小适宜、分布合理的残余应力,从而改善钢轨的整体质量。 关于矫直过程对钢轨力学性能的影响将另文阐述。     

降低热处理钢轨轨底残余应力的研究

钢轨轨底残余应力是影响钢轨行车安全一项重要指标。矫直工序是轨底残余应力增加的主要环节。文章通过优化热处理工艺参数,保证钢轨热处理后轨形良好,矫直可以采用较小压下量,减小不均匀变形。在此基础上,采用数值模拟和现场测量的方式,通过建立矫直模型,分析矫直工艺对残余应力的影响,明确影响残余应力的主要因素,并在现场实际测量验证。结合模拟和实测结果,制定优化矫直压下规程,使钢轨轨底残余应力明显降低。     

调整SMS矫直机矫直工艺降低钢轨残余应力

文章论述了新进德国SMS矫直机矫直工艺的试验过程,从而找出了一组最佳的方案,其目的是在保证钢轨平直度的前提下,调整矫直机的压下量,优化矫直工艺,最终使钢轨内部的残余应力值低标准水平。     

电梯导轨矫直压弯挠度理论计算与数值模拟

为使导轨的平直度达到高速电梯的要求,通过应用弹塑性理论,建立了电梯导轨在矫直过程中的数学模型,模型给出了电梯导轨在反弯矫直过程中挠度、弯矩、曲率以及中性层之间的关系,并获得了矫直压下量的取值范围.通过有限元软件ANSYS分析验证了理论计算得到的矫直压下量取值的可靠性,并证明能够使矫直后的导轨符合使用要求.     

重轨残余应力检测的全释放法和释放法的比较

采用全释放法和释放法对矫直后重轨外表面的残余应力分布进行了比较研究。结果表明重轨外表面的残余应力分布是极不均匀的。对于纵向残余应力而言,采用两种方法检测得到的结果在应力分布规律上趋于一致,但在残余应力幅值上存在很大差异;对于横向残余应力,则只有全释放法能够得到有效的结果。     

基于计算机数值模拟技术的钢管矫直质量研究

矫直就是对金属塑性加工产品的形状缺陷进行的矫正,是重要的精整工序之一。主要是利用AN-SYS/LS-DYNA对六辊斜辊钢管矫直机矫直过程进行数值模拟,分析压下量与压扁量对于不同壁厚钢管的平直度与椭圆度的影响。     

60 kg/m重轨冷却过程中的温度场有限元模拟及分析

 采用ANSYS热模拟以及对实际温度连续测量实验,研究了重轨在步进式冷床上冷却过程的温度分布。重轨表面温度、矫前温度及相对应的冷却时间计算值与实测结果基本相符。模拟结果表明,重轨断面温差最大值达到9112 ℃,而冷却到矫前温度时温度分布均匀,断面温差不超过5 ℃,断面最大温差随着换热系数的增大而增大。在重轨断面温差出现最大值之前,适当减小冷却速度,可使断面温度分布均匀,并且可通过增设风机有效提高冷床的冷却能力。     

辊式水平矫直对重轨断面尺寸的影响分析

 采用ANSYS/LS DYNA软件模拟了八辊复合矫直机水平矫直60 kg/m重轨过程,计算了矫直前后轨头宽度、轨底宽度和轨高的变化,并对60 kg/m重轨实际矫直前后的断面尺寸进行了测量。矫直后轨头宽度增加量在0.1~0.5 mm范围内所占比例约为82.9%,轨底宽度增加量在0.1~0.4 mm范围内所占比例约为68.6%,轨高减小量在0.2~0.6 mm范围内所占比例约为71.4%。模拟结果和实测断面尺寸的变化量基本吻合。矫直辊压下量和重轨弯曲度的减少,可以降低矫直对重轨断面尺寸的影响。     

45钢中厚板矫直过程温度场有限元模拟及残余应力分析

运用有限元软件ABAQUS建立了中厚板矫直过程三维热力耦合温度模型,通过对45钢中厚板的模拟仿真计算和分析,得出初始温度520℃的20 mm板和初始温度605℃的55 mm板矫直过程纵向、横向和厚度方向的温度分布和变化,并分析了20 mm板初始温度420～620℃、55 mm板初始温度505～705℃原始曲率0.07～0.20时钢板矫直初始温度和原始曲率对矫直后钢板残余应力的影响。计算结果表明,矫直前温度越低,原始曲率越大矫直后残余应力越大;520℃20 mm板矫直后温度为505.4℃,矫直力为2 161.69 kN,605℃55 mm板矫直后温度589.3℃,矫直力4 565.49 kN,其实测值分别为507℃,2 272.93 kN和591℃,4 397.94 kN。说明计算值误差较小。     

基于ANSYS Workbench的百米U75V重轨热结构耦合分析

基于传热学理论、摩擦分析理论、以及热弹塑性分析理论等,采用SolidWorks三维建模软件建立60 kg/m重轨模型。采用ANSYS Workbench对重轨终轧后冷却过程进行热结构耦合有限元分析,揭示了温度场,应力 场以及应变场分布情况及变化规律。结果表明,重轨总体温度分布轨头温度最高,轨腰温度次之,轨底温度最低; 重轨出现弯向轨底-弯向轨头-弯向轨底-弯向轨头的变化过程,直到终冷重轨依旧保持着弯向轨头趋势;从整体看, 重轨两端应力小于中段应力,轨底应力大于轨头应力,轨腰应力最小。     

宽厚板预矫机负扭矩分析

宽厚板七辊预矫机是提高板带平直度、均匀或减小残余应力分布的重要环节,其矫直水平直接决定了产品质量.以宽厚板实际变形情况为背景,通过研究材料变形与各道次下的弯曲曲率及弯曲挠度之间的关系,对负扭矩的产生原因进行了分析;与此同时采用应变电桥法对七辊预矫过程中传动轴扭矩测试信号进行了分析,并通过有限元模拟进行对比分析.研究结果表明:负扭矩的产生是由于集中驱动所提供的同一转速与压弯量不同形成的不均一速度,二者无法适应引起的;负扭矩导致各个辊负载扭矩重新分配,最终对矫直辊面造成损伤;并在此基础上优化矫直工艺参数,将第二台电机的转速提高30％后,6号辊负扭矩现象得到缓解,3号和5号辊扭矩剧增现象得以消除,矫后板平直度得到改善,矫后残余应力分布更加均匀.     

P110套管冷矫残余应力模拟分析

残余应力是影响套管抗挤强度的主要因素之一，为了分析矫直对套管残余应力分布的影响，应用有限元分析软件Marc建立了P110套管冷矫模型，通过模拟计算，得到了套管截面环向残余应力分布状况，将模拟结果与实际测量结果进行了对比。模拟的结果表明经过冷矫的套管存在很大的残余应力。     

薄带材浪形缺陷生成与拉伸矫直过程数值仿真

基于ABAQUS有限元软件建立了薄带材浪形生成与拉伸过程有限元模型,研究了带材在初应变作用下的浪形缺陷生成规律及其在张力拉伸作用下的应力特性及其变形行为,并进一步分析了浪形缺陷拉伸矫直矫平功效的主要影响因素及其影响规律.薄带钢变形过程可分为浪形生缺陷生成、拉伸矫直和弹性回复三个阶段.针对薄钢带弹性后屈曲浪形和铝带弹塑性后屈曲浪形两类典型浪形形式,研究了浪形缺陷在后屈曲和拉伸变形阶段的浪形陡度变化与系统能量变化规律.研究表明:弹性后屈曲浪形在拉伸矫直过程中浪数和浪高均发生变化,而弹塑性后屈曲浪形仅发生浪高的连续变化.弹性后屈曲浪形矫直后的残余应力分布形式与初始应力分布类似,而弹塑性后屈曲浪形的残余应力分布发生显著差异.浪形缺陷的残余陡度随初始浪形陡度增大而增大,随带厚增加而减小,且弹塑性后屈曲浪形缺陷的矫直效果更为显著.      

Simplified calculation of the bending torques of steel sheet and the roller reaction in a straightening machine

In the straightening of steel sheet, it is necessary to calculate the optimal reduction of the steel blank by the working rollers of the straightening machine so that the sheet produced has the minimum residual stress and curvature. In the simulation of sheet straightening in multiroller machines, the curvature and bending torques of the steel sheet at contact points with the working rollers are first calculated and then the straightening forces are determined. In straightening steel sheet, it is important to calculate the forces in the multiroller straightening machine. Such calculations are based on determination of the reaction of the roller bearings and the forces at the upper and lower working-roller cassettes in straightening. With insufficient bending torque, it is impossible to eliminate harmful residual stress and surface defects in the sheet. Extreme roller torques and forces at the roller cassettes often lead to defects of the sheet, fracture of the working and supporting rollers, and failure of the straightening machine. In the present work, an approximate method is proposed for calculation of the optimal cold-straightening parameters of the steel sheet in a multiroller machine. The calculations permit determination of the curvature of the neutral plane in the sheet on straightening, the residual curvature of the sheet after straightening, the bending torque and the reaction of the working-roller bearings, the residual stress in the sheet, the penetration of the plastic deformation into the depth of the steel sheet, and the relative deformation of the longitudinal surface fibers of the sheet on straightening as a function of the radius of the working rollers, the distance between the rollers of the straightening machine, the reduction of the sheet by the upper rollers, the sheet thickness, and its properties (Young’s modulus, yield point, and strengthening modulus). The results may be widely used at manufacturing and metallurgical plants.     

Quality of bulk-quenched rail after double tempering

Repeated tempering of bulk-quenched rail reduces the residual stress without significant change in the mechanical properties and hardness of the metal. Double tempering with optimal cold straightening is suitable for the manufacture of rail that is resistant to corrosion-fatigue cracks.