确定冷轧辊的热应力问题的数值解法

本文根据差分原理,推导出轴对称无内热源情况下定常与非定常温度场的差分方程计算公式;并以数值积分形式的公式近似地计算热应力场。二者结合起来,可以解决冷轧辊温度场及热应力场的计算问题。计算结果表明,沿轧辊横截面的应力分布规律与理论分析一致,计算数值同理论解相接近,并符合实测结果,此种计算方法可应用于冷轧辊进而可以解决连铸机二冷区夹辊及拉矫机拉辊的温度场及热应力场的计算问题。     

轧辊热力耦合分析及疲劳寿命研究

以某热连轧机的工作轧辊作为研究对象,运用ANSYS/LS-DYNA显式动力分析软件建立了轧辊、支承辊以及轧件的三维有限元模型。考虑空冷、水冷和轧辊与轧件热传导的动态边界条件,计算了轧辊的温度场。结合其温度场进行了3D热力耦合分析,得到轧辊耦合应力变化规律。在此基础上运用ANSYS软件后处理疲劳计算模块对轧辊的疲劳寿命进行了计算,得到了轧辊表面疲劳寿命为10.8 h。这与实际生产过程轧辊的磨削时间相符。     

带钢热连轧工作辊温度场与热凸度的数值模拟

采用轧辊表面边界逐一处理与等效处理两种方式,研究一个轧制周期内工作辊温度场及热凸度的变化规律,并对温度场的频域特性进行了探讨。根据热轧工作辊的实际边界条件,建立工作辊温度场的轴向对称差分模型,通过模拟结果与现场实测工作辊表面温度和热凸度的比较,验证模型的可靠性。结果表明:计算轧辊热凸度时,轧辊转动的复杂边界条件可用等效边界条件代替。轧辊温度场可分解为低频分量和高频分量,前者为主导因素,而后者仅影响轧辊表面10 mm以内的区域,称为"浅层效应"。离表面越近,温度变化越剧烈;离表面越远,温度达到稳态所需的时间越长。轧制初期轧辊热凸度呈现较快的指数上升趋势,轧制一定数量带钢后,热凸度趋于一个动态稳定值。     

酸洗冷轧过程中轧件表面形貌演变规律研究

利用四辊轧机对酸洗后带钢进行了冷轧实验, 采用扫描电子显微镜对试样冷轧前后的表面形貌进行了跟踪观察, 采用TR200型粗糙度测量仪测试了轧制前后试样的表面粗糙度轮廓曲线, 研究了不同轧辊表面状态和摩擦条件下冷轧带钢表面形貌的演变规律。结果表明: 轧件表面形貌主要取决于表面凹坑和辊痕的尺寸, 随轧辊表面粗糙度的减小和轧制道次的增加, 轧件与轧辊表面的实际接触面积增加, 轧件表面凹坑和辊痕的尺寸均减小, 轧件表面光洁度提高; 当轧辊辊面粗糙度相同时, 采用油润滑轧制的试样表面光洁度比干摩擦轧制的试样表面光洁度高; 冷轧前几个道次轧辊的表面状态对最终成品带钢的表面形貌同样起着重要作用。     

不同加热条件下AZ31镁合金带材轧制过程的数值模拟

利用热-力耦合数值模拟方法分析了轧辊常温轧件加热300℃,轧辊轧件均加热到300℃及轧辊加热300℃和轧件常温三种不同条件时AZ31镁合金带材轧制过程的温度场、应力应变、速度及接触压力变化规律。结果表明:瞬间热效应使热辊热带轧制过程带材温升约30℃,热辊冷带轧制过程轧件温升约150℃;轧制过程速度和等效应变均呈S型变化,中性点靠近出口端,热辊冷带条件下轧件表面和心部等效应变差值随轧制过程变小,有利于均匀形变。在入口端中心的接触压力先增加后减小,随后接触压力缓慢增加,在中性点附近时,接触压力增加到最大值,然后逐渐减小,热辊热带进入稳态轧制后接触压力持续降低。     

热应力对热轧轧辊寿命的影响

本文从分析热轧板带轧辊温度场模型和辊内应力入手,进而分析轧辊的强度破坏和热疲劳破坏机理。认为热应力作用下的疲劳破坏是影响轧辊使用寿命的重要因素。并介绍了按断裂力学理论计算轧辊破坏应力的方法。     

上方侧注式双辊铸轧辊套温度场的数值模拟

通过数值模拟,对上方侧注式双辊铸轧机的轧辊辊套温度场进行了研究。研究表明,通过将模拟结果与实测数据的比较,验证了模型的可靠性;在铸轧过程中,轧辊外表面温度随着轧辊的旋转发生周期性的变化;当上、下辊套厚度均为40mm时,上、下辊套的温度分布差异较大,下辊套温度明显比上辊套温度高;加强冷却对辊套温度场的影响较小;减小辊套厚度,辊套的温度降低,但辊套内、外表面温差增大;增加熔池与上辊套的接触弧长度,上辊套温度增大。     

不同铸轧工艺参数对铸轧辊套温度场影响规律的研究

依据建立的包括铸轧辊套在内的铝双辊铸轧的整体耦合数学模型对铸轧辊套温度场进行了模拟计算,研究了不同的铸轧速度、带坯厚度、内冷强度、铸轧区长度对铸轧辊套温度场的影响规律.结果表明:铸轧辊辊套外表面任意一点的温度随着铸轧辊的转动发生周期性变化;铸轧速度增加,铸轧辊套外表面温度提高;内冷强度增加,铸轧辊套温度场将降低;铸轧区长度增加,铸轧辊套温度场峰值降低.     

四辊轧机轴承载荷分布及辊系弹性变形

为准确分析四辊板带轧机滚动轴承的载荷分布及其对板形的影响,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,建立了包含支撑辊轴承及轴承座组件、轧辊和轧件的四辊轧机三维实体同步耦合有限元分析模型,通过对比和分析咬入阶段、稳定轧制阶段和抛钢阶段各列滚动体的受力情况,得到了轧制过程中轴承载荷的分布规律;与传统有限元计算模型相比,新建模型的轧件横向厚度分布计算结果与实验结果吻合较好。     

热连轧高适应度工作辊温度场计算模型的研究

热连轧生产中,工作辊与冷却水换热系数和工作辊与轧件换热系数是工作辊温度场计算模型中的关键参数,为了提高工作辊在线温度场计算精度同时降低其复杂性,以一维热传导实验结论为基础,建立换热系数随工艺因素变化的数学模型,采集多组不同典型轧制工艺条件下实测工作辊温度数据并利用遗传算法求解模型待定参数,确定了工作辊与冷却水、工作辊与轧件的换热系数计算模型。结果显示,与常规温度场计算模型相比,包含换热系数计算模型的在线温度场模型的计算精度提高30.6%。     

纯铜动态再结晶的Monte Carlo法模拟

本文建立了一种基于能量判据的确定动态再结晶各个阶段临界应变的方法，并基于此种方法Monte Carlo(MC)法进行了纯铜动态再结晶的二维模拟，定量计算了变形引起的存储能与变形之间的关系，计算出了发生动态再结晶的临界应变。模拟结果表明，采用MC法可以揭示动态再结晶的形核生长过程与应变历史之间的关系。结合本文所建立的基于能量判据的确定动态再结晶各个阶段临界应变的方法，可以预测开始发生动态再结晶的临界变形条件。     

EXPERIMENTAL INVESTIGATION ON HISTORY-DEPENDENCE OF PLASTIC BEHAVIOR OF TYPE 302 STAINLESS STEEL UNDER COMBINED AXIAL-TORSIONAL LOADS

1.IntroductionTheexperimentalinvestigation0fmaterialbehavi0rundercomplexloadinghasat-tractedmuchattentioninrecentyears,sinceuniaxialexperimentshavebeenfoundin-capable0frevealingmaterialbehavi0rundernonproporti0nall0adingconditi0ns.Conse-quentlymanyexperimentshavebeencarried0ut[1-3],iIlwhichthin-walledtubularspec-imensofbrassandmildsteelweresubjectedtoaxialandtorsi0nall0adsalongbilinearstrainpaths-Thevariati0nofthedirection0fstressvectorwithrespecttothat0fthepath,andtherelationbetweenthemagnitu…     

INFLUENCE OF TOP TEMPERATURE OF THERMAL CYCLE ON THERMAL STRESS/STRAIN AND THERMAL FATIGUE BEHAVIOR OF PURE IRON

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＦｉｇ．１　ＴｈｅｒｍａｌｆａｔｉｇｕｅｔｅｓｔｍａｃｈｉｎｅｗｉｔｈＯｕｔｅｒｃｉｎｓｔｒａｉｎｔＴｈｅｄａｍａｇｅｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｒｍａｌｆａｔｉｇｕｅｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍａｉｎｆａｉｌｕｒｅｆｏｒｍｓｏｆｍｅｔａｌｗｏｒｋｉｎｇｐｉｅｃｅｓｕｎｄｅｒｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｖａｒｉａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ａｌｏｔｏｆｔｈｅｒｍａｌｆａｔｉｇｕｅｔｅｓｔｓｃｏｎｃｅｒｎｉｎｇｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｏｎｔｈｅｖａｒｉｏｕ…     

POSITRON ANNIHILATION STUDY ON THE DISTRIBUTION OF DEFECTS IN THE PLASTIC ZoNE A-T CRACK TIP

用楔形加载试样测定了裂纹顶端区正电子湮没多普勒加宽谱的S参数,并确定了试样充氢以后S参数的变化。经过标定,定出塑性区内的等应变曲线。充氢以后,使塑性内的等应变曲线向外扩展,在最大切应力方向发展最快。作者认为氢使塑性区内的位错增殖或可动位错滑移,同时产生空位。     

45钢在应变循环与棘轮变形下的随动硬化演化实验研究

对调质处理的45碳钢进行了不同应变幅值的对称应变和具有平均应变控制下的屈服面半径和背应力演化分析,及具有不同平均应力的低应力、较高应力幅值控制下的屈服面半径和背应力演化分析．研究表明：屈服面半径在给定应变幅值下随循环周次的增加而变小,且随循环塑性应变幅值增大而减小,在单调加载时增大;循环背应力幅值随单调应变而减小,随循环塑性应变幅值增大而增大．     

圆柱体平板间镦粗的热力分析

金属塑性成形是一种典型的热力耦合过程 ,本文在推导塑性成形过程中温度场控制方程的基础上 ,探讨了成形过程中的势力耦合效应。运用有限元方法 ,对弹塑性圆柱体平板间镦粗过程中温度场和等效应变场的变化规律进行了数值模拟 ,讨论了成形速度和坯料初始温度对成形过程的影响。     

CHARACTERIZATION OF THERMO-MECHANICAL FATIGUE PROPERTIES FOR PARTICULATE REINFORCED COMPOSITES

A Voronoi cell element, formulated with creep, thermal and plastic strain was applied for investigation of thermo-mechanical fatigue behavior for particulate reinforced composites. Under the in-phase fatigue loading, the maximum of tensile deformation at the maximum given loading are larger than that at the same maximum under the out-phase fatigue. The stiffness decreases nonlinearly with the increasing of the phase angle, which results in increasing of the area of fatigue loop curve and the decrease in fatigue life. The spatially centralizing of inclusions results in decreasing of the plastic strain amplitude and the area of fatigue loop curve, which will also reduce the consumption of single-circle plastic strain energy and prolong the fatigue life.     

关于应变Lode参数的研究

本文从塑性应变Ｌｏｄｅ参数着手深入研究了应变Ｌｏｄｅ参数即中间主应变与各应变参量间的内在联系，给出了相应数学表达式。本文首次引用相对应变莫尔圆的概念并确定了该相对应变莫尔圆的变化范围。对塑性理论应变分析及应用具有重要意义。     

PLASTIC DEFORMATION BEHAVIOR OF ELECTROFORMED COPPER LINER OF SHAPED CHARGE AT DIFFERENT STRAIN RATES

The paper deals with different plastic deformation behavior of electroformed copper liner of shaped charge, deformed at high strain rate (about 1×107s-1) and normal strain rate (4×10-4s-1). The crystallographic orientation distribution of grains in recovered slugs which had undergone high-strain-rate plastic deformation during explosive detonation was investigated by electron backscattering Kikuchi pattern technique. Cellular structures formed by tangled dislocations and sub-grain boundaries consisting of dislocation arrays were detected in the recovered slugs. Some twins and slip dislocations were observed in specimen deformed at normal strain rate. It was found that dynamic recovery and recrystallization take place during high-strain-rate deformation due to the temperature rising, whereas the conventional slip mechanism operates during deformation at normal strain rate.