不锈钢热连轧机粗轧支持辊剥落影响因素的有限元分析

该文分析某2250不锈钢热连轧粗轧机频繁发生支持辊严重边部剥落难题的影响因素。通过理论及实际剥落断口形貌分析,指出世界上不锈钢产量最大的该生产线复杂轧制工艺条件和服役期内辊系力学行为引起的不均匀辊间接触压应力分布是该轧机轧制过程中轧辊剥落的主要原因。根据现场跟踪实测数据,采用大型通用有限元软件建立了四辊轧机辊系三维有限元模型,仿真分析了带钢宽度、轧制力、轧辊磨损对辊间接触压应力峰值和位置的影响。结果表明:随着带钢宽度和轧制力的增大,辊间接触压力峰值增幅明显,辊间接触压力分布不均匀度系数基本不变;在不同磨损阶段,当工作辊和支持辊都处于服役后期时,压力峰值、不均匀度系数显著增大,均在距轧辊辊身边部附近存在接触压应力尖峰,且此位置与实际剥落位置一致。研究结果为成功研制的新支持辊形技术投入长期稳定工业应用累计轧制600万t以上未再发生剥落提供了理论依据。     

AZ31镁合金室温异步轧制的织构演变

采用异步轧制技术研究了轧制工艺对AZ31镁合金塑性变形和微取向流变行为的影响.结果表明:将AZ31镁合金板材在室温条件下进行单道次异步轧制,织构随着速比增加,与快、慢辊侧相接触的表面层明显不同,但中间区域变化不明显.在快速辊侧,主要织构组份随着速比的增加而迅速增加;在慢速辊侧,主要织构组份随着速比的增加而交替变化.形变量的增大,可以细化晶粒和改善力学性能.     

偏载状态下轧机轴承接触力学模型研究

该文针对板带轧制过程偏载工况下滚动轴承接触力学模型进行研究。建立了支承辊四列圆柱滚子轴承的Hertz理想接触模型、基于柔度矩阵法的轴承偏载接触力学模型。针对辊间不同载荷进行了模型数值求解,仿真模拟了理想及偏载接触过程。研究表明:偏载运行状态严重影响各列轴承载荷分布,15°~30°位置角的滚动体承载最大,最大接触应力呈“M”形分布;仿真结果与数值模拟结果吻合程度较好,误差不超过15%,且略小于数值求解结果,在实际工程应用范围内;随着轧制载荷的增大,轴承同一列上的总径向力不断增大,偏载程度越来越严重。研究为延长轴承使用寿命、保证轧机安全稳定运行提供理论依据,具有重要工程意义。     

轧制导入角对AZ31镁合金薄板头部翘曲的影响

目的研究轧制导入角对镁合金薄板轧制过程中头部翘曲的影响。方法设计实验导入角分别为-4.8°,-1.4°,3.1°,4.3°,7.2°的5组方案,并进行轧制实验。结果当入射角为-1.4°时轧制板材翘曲程度最小,入射角为7.2°时翘曲程度最大。随着导入角的增加,轧件非对称咬入,上下表层与轧辊的接触面积差、延伸变形量差增大,附加应力也随之增加,结果造成轧件翘曲程度逐渐增大。结论当导入角为-1°~2°时,轧件的上下表层接触面积、延伸变形量相当,产生的附加压力较小,轧制效果最佳。     

湿平整液应用与分析

本文介绍了干、湿平整轧制的不同性能,湿平整液系统组成和应用,通过平整轧制过程中主要参数计算分析,得出在湿平整轧制生产过程中,湿平整液可以降低平整机的功率损失和轧制压力损失,提高带材板形质量。     

弹塑性接触边界元法模拟轧制过程

本文用作者开发的弹塑性接触边界元法首次模拟轧制过程。轧辊为弹性体,轧件为弹塑性体,视轧制为有摩擦的弹塑性接触问题,用最少的假定模拟了轧制过程,为分析轧制过程提供了一个有效而精确的数值解法。     

三维弹塑性接触边界元法对摩擦的处理

本文建立了三维弹塑性接触问题的边界元法。采用两种摩擦模型计算了轧制过程中弹塑性体和弹性体的接触变形过程，并对两种摩擦模型的计算结果进行了比较。计算结果表明两种摩擦模型均能很好地反映实际情况     

铸轧铜铝复合板界面演变规律研究

采用铸轧法制备了铜铝复合板,利用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等分析手段考察了界面微观形貌和物相成分,分析了轧制和退火过程中界面的演变过程。结果表明,热处理过程中的界面演变过程主要包括过饱和固溶体形成、金属间化合物形核析出、金属间化合物沿界面横向相连、界面层增厚四个阶段。剥离过程中界面沿CuAl_2层开裂,随着退火时间的延长,剥离面形貌由撕裂棱和沟槽转变为撕裂平台和裂纹。轧制过程中界面层发生脆性断裂,纯铜和纯铝挤入裂缝形成直接接触区域。随着轧制压下率的增大,铜铝直接接触区域所占比例增大,破碎的界面层以尺寸较小的碎块状嵌在纯铜和纯铝之间,且碎块与界面之间呈一定夹角分布。     

基于离散方法的钢-BFPC结合面接触性能虚拟材料仿真研究EI北大核心CSCD

为准确计算钢-BFPC结合面的实际接触面积比进而建立基于离散方法的钢-BFPC结合面接触性能虚拟材料仿真方法。通过对结合面接触拓片离散化处理建立钢-BFPC结合面实际接触面积比的计算方法,编制了相应的计算程序,分析不同结合面压力对实际接触面积比的影响规律。以计算的实际接触面积比为基础,建立了钢-BFPC结合面虚拟材料仿真分析模型。分别通过虚拟材料仿真和实验研究了钢-BFPC结合面试件模态特性并将两种方式结果对比分析,结果显示两者的固有频率最大相对误差为+6.48%且振型一致,证明了钢-BFPC结合面实际接触面积比的离散计算方法和虚拟材料仿真方法的准确性。     

AZ31镁合金轧制工艺的研究

对AZ31镁合金在400℃条件下的轧制工艺进行了研究,在不同压下量、不同道次条件下分别进行了轧制实验,并对轧制后AZ31板材的组织和力学性能进行了研究。实验结果表明:在400℃条件下,以小变形量轧制,每道次压下量为1mm时,较好的加工工艺条件为轧制到第8道次,累积变形量50%;每道次轧制压下量为2mm时,较好的加工工艺条件为轧制到第2道次,累积变形量为25%;AZ31镁合金在大变形量下轧制易产生裂纹,裂纹的产生可能是由于随着累积变形量增加,内应力激增,在难变形的硬取向晶粒区或第二相处产生应力集中,萌生裂纹。裂纹尖端扩展经过的区域变形量较大,因而裂纹两侧存在再结晶细晶区域。     

基于Ansys的锂电池极片辊压质量改善研究

目的 优化辊压机结构,减小辊压后极片的不均匀性,进一步提升锂电池性能。方法 首先,将辊压机工程模型简化为仿真模型,运用Hypermesh对仿真模型进行网格划分,重点加密极片和轧辊接触区域的网格,将划分好的网格以Inp格式导入Ansys中,设置边界条件并求解计算,模拟轧辊辊压极片的过程。其次,提取极片监测点的仿真数据,换算得到极片辊压后的厚度,将仿真结果与实验数据对比,验证极片辊压仿真方法的准确性。最后,运用该仿真方法分析液压弯缸力、弧形辊弓高和轧辊辊面长度等对极片辊压质量的影响。结果 分析仿真和实验结果可知,辊压后极片的厚度平均值和极差值对标率均在90%以上,证明了仿真方法准确可靠。随着弯缸力（0～784 000 N）逐渐增大,极片厚度极差值先减小后增大;随着弧形辊弓高（0～60μm）逐渐增大,极片厚度极差值先减小后增大;随着轧辊辊面长度（1 200～1 500 mm）逐渐减小,极片厚度极差值逐渐减小。结论 施加合适的弯缸力、对弧形辊进行设计均可改善极片辊压质量。轧辊辊面长度越小,极片辊压效果越好。可通过极片辊压仿真方法确定最优弯缸力大小与弧形辊最优弓高,该方法大幅度缩短了辊压机研发周...     

斜辊矫直机中矫直辊辊形及其安装角的工程设计方法

本文通过对矫直辊与管材在理想接触条件下接触情况的分析，得出了工程计算矫直辊辊形的参数方程，为在数控机床上加工矫直辊辊形提供了方便，并根据接触理论给出了矫直不同直径管材时调整矫直辊安装角的工程方法。     

船体海上减摇设计的研究

本研究涉及一种减摇船舱内的液体控制的创新方案,特别是涉及这样一种船舶减摇装的控制设计,该控制设计可自动地控制减摇水仓的固有周期的改变和液体流动,以预先防止当渔船风平浪静而基本上不摇动时、急转舵时、及处于顺风波状态时水柜内的液体成为在不作为减摇船舱有效地工作的状态下产生的浮动水而对船的回复力产生不良影响的相反效果。     

我国瓦楞辊的研究现状

综述了我国瓦楞辊在运动学和动力学方面的研究现状，提出了单面瓦楞机在我国还需要进一步研究等问题。     

瓦楞辊啮合机理及啮合方程的建立

首次对瓦楞辊在输入中间物-平板原纸成型瓦楞纸板的过程,着重进行了机理的研究。用微分几何及相对运动学原理建立齿廓函数及一对瓦楞辊的多点啮合方程。本结果是筛选U.V.UV型齿形,创造和尺度综合最佳楞型及其运动学和动力学分析、加工原理、误差计算和检测技术等的理论基础。     

卷筒料印刷装备收卷张力系统解耦控制研究

目的 为了保证卷筒料印刷装备收卷张力系统的性能,提出一种适用于收卷张力系统的自抗扰（ADRC）解耦控制器。方法 在收卷张力系统数学模型基础上,结合卷筒料收卷系统的工作原理,基于ADRC控制技术设计收卷张力系统的ADRC解耦控制器,并利用Simulink软件对所提出的控制策略进行仿真研究。结果 在相同的阶跃输入下,研究结果表明,PID控制器调整时间为2.4 s,而ADRC解耦控制器调整时间为0.7 s;在PID控制下,收卷基材张力出现超调和震荡,而在ADRC解耦控制下,基材张力无超调和震荡现象;采用PID控制器,收卷牵引跨度张力变化引起收卷跨度张力波动,而采用ADRC控制器则没有波动。结论 提出的卷筒料印刷装备收卷张力系统ADRC解耦控制器实现了高精度张力控制,具有比传统PID控制器更好的控制性能。     

Microcrack Arrays in Dense Graphene Films for Fast-Ion-Diffusion Supercapacitors

Laminated graphene film has great potential in compact high-power capacitive energy storage owing to the high bulk density and opened architecture. However, the high-power capability is usually limited by tortuous cross-layer ion diffusion. Herein, microcrack arrays are fabricated in graphene films as fast ion diffusion channels, converting tortuous diffusion into straightforward diffusion while maintaining a high bulk density of 0.92 g cm⁻³. Films with optimized microcrack arrays exhibit sixfold improved ion diffusion coefficient and high volumetric capacitance of 221 F cm⁻³ (240 F g⁻¹), representing a critical breakthrough in optimizing ion diffusion toward compact energy storage. This microcrack design is also efficient for signal filtering. Microcracked graphene-based supercapacitor with 30 µg cm⁻² mass loading exhibits characteristic frequency up to 200 Hz with voltage window up to 4 V, showing high promise for compact, high-capacitance alternating current (AC) filtering. Moreover, a renewable energy system is conducted using microcrack-arrayed graphene supercapacitors as filter-capacitor and energy buffer, filtering and storing the 50 Hz AC electricity from a wind generator into the constant direct current, stably powering 74 LEDs, demonstrating enormous potential in practical applications. More importantly, this microcracking approach is roll-to-roll producible, which is cost-effective and highly promising for large-scale manufacture.     

Roll‐to‐Roll Production of Transparent Silver‐Nanofiber‐Network Electrodes for Flexible Electrochromic Smart Windows

Electrochromic smart windows (ECSWs) are considered as the most promising alternative to traditional dimming devices. However, the electrode technology in ECSWs remains stagnant, wherein inflexible indium tin oxide and fluorine‐doped tin oxide are the main materials being used. Although various complicated production methods, such as high‐temperature calcination and sputtering, have been reported, the mass production of flexible and transparent electrodes remains challenging. Here, a nonheated roll‐to‐roll process is developed for the continuous production of flexible, extralarge, and transparent silver nanofiber (AgNF) network electrodes. The optical and mechanical properties, as well as the electrical conductivity of these products (i.e., 12 Ω sq^?1 at 95% transmittance) are comparable with those AgNF networks produced via high‐temperature sintering. Moreover, the as‐prepared AgNF network is successfully assembled into an A4‐sized ECSW with short switching time, good coloration efficiency, and flexibility.