带钢高温剪切断面数值模拟与实验研究

通过Deform-3D有限元软件模拟和现场实验对带钢高温剪切断面进行了研究。结果表明:Deform-3D能有效模拟高温带钢剪切断面的形成;利用滚筒式飞剪机在小剪刃间隙下得到的断面存在较大的撕裂带但没有毛刺,大剪刃间隙下得到的断面有粗大的毛刺但没有撕裂带,合适的剪刃间隙能获得理想的断面质量,防止粗糙的撕裂带和毛刺给轧辊带来的损伤。     

槽钢剪切工艺优化

针对槽钢剪切中存在的塌肩、毛刺、撕裂、切斜等缺陷,以及剪刃使用寿命短的问题,分析了其原因,并通过加强冷却能力、改进剪刃形状和剪切间隙调整操作,使剪切质量明显改善。     

弧形组剪刃对提高圆钢端头剪切质量的探讨

针对现行的平刃剪剪切圆钢端头出现严重的压扁、弯头和毛刺等缺陷,对弧形组剪刃进行了工业试验,并分析了弧形剪刃改善剪切圆钢端头质量的原因.     

双切剪剪切过程有限元分析

冷轧连续产线中激光焊机双切剪剪切带钢断面质量对焊缝质量具有重要影响,而焊缝质量的好坏直接影响产线的稳定运行。为此,以某镀锌线激光焊机双切剪为研究对象,通过三维软件对双切剪进行建模,利用有限元软件对剪切过程进行数值模拟,并对比分析了带钢实际剪切断面情况与仿真断面情况、理论剪切力与仿真剪切力、不同剪刃间隙条件下的带钢剪切断面质量。结果表明：带钢仿真剪切断面与实际剪切断面一致;对比2、4、6 mm厚度DP980带钢数值模拟剪切力与诺莎里剪切力公式计算的剪切力,结果相差在5%之内,满足工程实际应用,验证了数值模拟的有效性;通过设定0.05、0.1、0.15 mm 3种不同的剪刃间隙对带钢剪切断面质量进行对比分析,当剪刃间隙为0.05 mm时,带钢剪切断面中剪切带占比最大为42%,毛刺高度最小为0.05 mm,剪切断面质量满足激光焊机对剪切断面的要求,因此在满足工程实际的情况下,剪刃间隙为0.05 mm时带钢剪切断面质量最好。     

φ407mm冷轧圆盘剪切机间隙和重合度对剪切质量的影响分析

针对国内某钢铁企业冷轧线上φ407 mm双边圆盘剪切机剪切厚度为2.82 mm的带钢时出现切边不齐现象,本文利用有限元分析软件对该剪切系统(剪刃和带钢)进行了CAE分析,以此得出了带钢在被剪切位置的应力分布情况,并根据得出的仿真数据结合力学知识,分析了剪刃间隙和重合度对剪切力大小变化的影响以及剪切过程所产生的边界应力对剪切质量的影响.最后通过经验公式证明了数据的可靠性,并提出了改进剪切质量的措施.     

圆盘剪主轴刚度分析及结构优化

中厚板圆盘剪剪切能力的不足严重制约了钢铁企业的中厚板精整的能力和质量。通过对剪切主轴进行受力分析,发现主轴和剪刃的刚度不足是制约剪切能力提高的主要因素。为此,建立了主轴系变形的简支梁计算模型,提出了把主轴剪切端的双列调心滚子轴承改为双列圆锥滚子轴承、减少剪刃的悬伸量,并在不改变主轴箱体尺寸的前提下适当增加轴径的解决方案。采用有限元计算模型对该方法进行了验证,实例分析显示,在剪切Q235厚30mm钢板时,优化后的主轴系剪刃间隙和重合度变化量只有优化前的约1/5和1/2,轴承的承载能力也完全满足需要。此方法在某钢厂中厚板圆盘剪改进中得到应用并取得很好效果,为同类圆盘剪的改进提供了理论基础和新的思路。     

碎边剪剪切特性分析与主要参数确定

基于碎边剪的剪切过程,从剪刃形状入手,着重对双滚筒椭圆刃碎边剪剪刃进行分析,得出椭圆剪刃的曲率半径,以及碎边剪的剪切特性;结合剪切力计算方法,对碎边剪剪刃受力分析,对碎边剪剪切扭矩与功率的确定作了初步探讨。     

金属板高速剪切断裂数值模拟的研究

针对目前国内常用金属板在剪切过程中剪切效率低、剪切断面质量差及高能耗等问题,提出了一种带有上剪刃几何参数的高速滚切剪剪切方法。重点分析了该种剪切方法对等效剪切应力分布、剪切断面质量和剪切力的影响,并利用DEFORM-3D有限元软件对金属板高速剪切的断裂过程进行了数值模拟研究。模拟结果表明,优化后的高速剪切可以使等效剪切应力比较均匀地分布于剪切区域,并获得了良好的钢板剪切断面质量;与普通滚切剪进行对比,其最大剪切力在切入阶段和滚切阶段均有一定程度的减小,实现了节能剪切的目的。     

圆盘剪的剪切质量分析

提高钢带剪切质量对焊管产品质量有着十分重要的作用.通过对圆盘剪剪切过程和剪切断面特征的分析,说明了剪切质量对焊管成型和焊接质量的影响.着重介绍了圆盘剪剪刃间隙和重合量经验公式的计算方法及调整要求.     

类圆弧剪刃剪切设备的剪切力的计算方法

将类圆弧剪刃进行分类,并推导出类圆弧剪刃的曲线方程,利用曲线方程分析剪切过程并进行剪切力分析计算。提出了类圆弧剪刃剪切力计算的简化过程及方法,将其简化为斜刃剪剪切力进行计算,提高了计算效率。为类圆弧剪刃剪切设备的设计提供理论基础。     

6000kN废钢龙门剪切机设计

设计了一种龙门式液压剪切机,其结构不同于通用的剪板机和棒料剪切机。主机包括组焊式机身以及通过法兰联接安装在机身上的压紧机构和剪切机构。压紧和剪切机构均由液压缸、活塞和滑块等组成。该剪切机可在工作环境相对恶劣条件下,剪切形状各异,尺寸、硬度、强度差别较大的废钢料,为"短流程"炼钢提供原料,以降低炼钢过程中铁矿石这种不可再生资源的使用量,达到节能减排,保护环境的目的。     

滚切剪最大剪切力计算公式的研究

以纯滚动剪切为目标,通过对新型滚切剪剪切原理分析,把滚切过程分为切入阶段和滚切阶段两个阶段,在充分考虑了剪切过程对剪切力变化的基础上,推导出切入阶段和滚切阶段的剪切力的理论公式,并进行修正,得出滚切剪的力能计算公式;同时以某大型钢铁有限公司3 000 mm定尺滚切剪为例,对剪切过程中剪切力进行测定,并对理论公式和实测结果进行对比,为滚切剪能力设计提供依据。     

金属板材无毛刺精密分切新工艺分切断面形貌特征

基于负间隙冲裁加工原理,针对圆盘剪纵向分切加工,通过分析控制分切过程的材料应力状态,将分切过程分解为塑性剪切和压迫分离两个阶段,提出金属板材无毛刺精密分切新方法,即塑性剪切压迫分离精密分切工艺。采用镀锌板对无毛刺精密分切新工艺加工过程进行实验研究,分析塑性剪切压迫分离精密分切材料变形过程及板材受力特点;通过显微形貌观察,研究无毛刺精密分切新工艺分切断面的双塌角、双剪切区、中部剪切断裂区的形貌特征,并与传统圆盘剪分切工艺的分切断面特征进行对比。结果表明,采用塑性剪切压迫分离精密分切新工艺,可以消除分切毛刺从而提高金属带材的质量。     

车用铝合金在剪切应力状态下变形及损伤机理研究

采用Iosipescu和双缺口拉伸实验,对车用铝合金(5052)在剪切和准剪切应力条件下的大变形和损伤机制进行研究。断口分析和有限元三向应力度计算表明纯剪切条件下材料主要以剪切滑移带变形并萌生微裂纹,基本不产生孔洞损伤。而准剪切条件下材料损伤存在有微孔洞和剪切带混合并发机制。高三向应力度区首先出现微孔洞裂纹起始,但随着损伤向剪切应力区过渡,三向应力度不断降低,孔洞的长大聚合受到抑止,转而出现剪切滑移带中的平行微裂纹,材料最终主要以剪切滑移失效。     

插装阀在宽厚板剪机上的应用

宽厚板生产线中分段剪需要较大的剪切速度和剪切力,通过液压二通方向功能插装阀能很好地满足分断剪的各种需求。介绍了力士乐二通方向功能插装阀的结构与工作原理及在宽厚板剪机上的应用,通过二通插装阀的控制实现了分段剪切的高速化、高效率剪切需求。     

提高宽厚板定尺剪剪切精度的措施

主要介绍了莱钢宽厚板定尺剪的结构和组成,以及主要剪切缺陷的产生原因。分析了影响定尺剪剪切精度的主要因素,并提出了提高定尺剪剪切精度的策略。经过改进后,定尺剪剪切误差控制在1‰以内。     

同周速飞剪与异周速飞剪力能参数对比研究

介绍了断裂理论及断裂准则(Normalized CockcroftLatham),同时运用有限元软件DE-FORM-2D对异周速滚筒式飞剪动态剪切过程进行模拟,对比了同周速飞剪和异周速飞剪剪切力、剪切功、侧推力及剪切扭矩等力能参数的差异,对比分析了两种剪切方式下剪切断面质量,为滚筒式飞剪剪切理论研究提供了一定的依据。     

A study of high-rate shearing of commercially pure aluminum sheet

The effect of shearing speed on the quality of shape and edge-face of the sheared-off products is studied. The tested material is a commercially pure aluminum. The maximum shearing speed is 10 m/s. It is evidenced that the shape quality of the sheared-off parts is better when a smaller clearance and a higher rate of shearing are applied. A thin ring of almost complete rectangular cross-section, i.e. 1.5 mm in width and 10 mm in height, whose edge-face is glossy, is successfully produced by the high-rate shearing process using a constraint tool set at the outer periphery of the sheet blank. It is demonstrated clearly by the pictures of microstructure that the material flow is concentrated within a very narrow band, showing even a recrystallized structure. A theoretical analysis proves that the band is the so-called adiabatic shear band (ASB), and that even melting of material takes place within it. In the shearing process, first an ASB evolves, followed by melting in the early stage of shearing. The major stroke of the punch is occupied by an easy simple shearing in a melted state.     

钢格板剪床剪切过程有限元仿真研究

钢格板剪切过程是一个复杂的弹塑性大变形过程,其主要特点是变形区域非常小、变形力集中,同时还涉及断裂问题。为了更好地研究钢格板剪切机制,运用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA对剪切过程进行仿真,得到剪切过程中变形区的应力应变分布规律和力能参数,并与实验数据和经验公式得到的结果进行比较,证明了有限元模拟的可靠性,为优化剪切参数、提高剪切质量和刀具寿命提供合理依据。     

中板斜刃剪剪切质量问题及解决办法

总结了马钢中板厂斜刃剪剪切钢板过程中出现的一系列质量问题,分析了剪切缺陷产生的原因,并提出了具体的解决办法。