重轨矫直过程应力演变规律数值模拟分析

应用有限元模拟软件ABAQUS对材料为U75V、弦高为80 mm的重轨,在标准规程20.9-13.2-5.6-5.4下进行矫直数值模拟,分别分析了重轨在整个矫直过程的内部应力形成机理及变化规律.结果表明:在各个矫直变形区内,轨头和轨底受到的应力较大,轨腰处的应力较小,且矫后钢轨内部残余应力在轨底为最大是242 MPa.     

万能孔型轧制重轨连轧变形的模拟研究

采用有限元软件,对万能孔型轧制重轨UR-ER连轧变形过程进行了模拟研究.主要研究了连轧变形过程万能轧机各道次的变形规律和万能轧机速度不平衡率与重轨各部分尺寸变化的关系.结果表明,轨底、轨腰、轨头在万能轧机和压边轧机的变形区内变形非常不均匀,各万能机架间的压下系数分配直接影响成品的表面质量、平直度和尺寸精度;重轨各部分尺寸随着速度不平衡率的变化呈比例增加.     

U71Mn钢重轨轨头淬火应力场的计算机模拟

采用有限元法研究了重轨轨头在淬火过程中的应力场分布。在模拟计算过程中利用等效热容法处理相变潜热对温度场的影响,利用等效线膨胀系数法处理相变引起的组织应力,并考虑了材料非线性参数对温度场的影响。结果表明,温度模拟结果与实测结果相吻合,同时喷风淬火能产生较小的残余热应力,从而避免了钢轨的变形和开裂。     

重轨UR万能孔轧制腿高增长模型研究

借助有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,在包钢现有重轨生产条件的基础上,对重轨在UR1孔万能轧制过程中的腿部变形进行了模拟研究.通过对实验数据的整理和分析,找出了影响重轨万能轨轧制过程中腿部变形的主要因素,建立了描述其腿高增长的数学模型,并对影响其主要因素进行分析.经现场生产数据验证的结果表明.用模型计算出的腿高增长量与实际生产数据比较吻合.     

淬火高强板矫直过程的残余应力计算模型

高强板材在生产淬火过程中产生的较大残余应力,会造成板型缺陷和产品性能的下降.为此,对Q960E高强钢的矫直过程,采用残余应力数值计算、实验和热力耦合仿真的方法,研究板材在矫直全过程中残余应力的变化.通过淬火热处理,高强板表面形成276.3 MPa左右的压应力,内部形成与之反向的拉应力,在矫直过程中,表面塑性变形最大,最...     

连铸坯三点矫直过程中应力应变的模拟分析

采用刚塑性有限元方法并借助商业有限元软件对连铸坯三点矫直过程进行模拟分析,然后与一点矫直和连续矫直进行对比.结果表明,三点矫直过程中,应变均布在3个矫直段内,沿铸坯厚度方向,应力应变值在表面处最大,中性面偏向外弧侧,总应变值与理论值吻合较好;铸坯温度变化接近实际值.     

DH36高强度船板钢对接焊残余应力与变形数值模拟与试验分析

为了解某大洋开采船钻台面分段合拢焊缝产生的焊接变形和残余应力,对局部焊接接头结构即DH36高强度船板钢多层多道对接焊产生的焊接变形和残余应力进行了数值模拟和试验分析。为了提高数值模拟的准确性,基于热弹塑性理论,以SYSWELD软件为计算平台,建立了基于固态相变的三维“热-冶金-机械”耦合的多物理场热弹塑性有限元计算方法。数值模拟与试验结果表明,DH36多层多道对接焊主要产生角变形;焊缝及近焊缝区沿着焊接方向的纵向残余应力主要为拉应力;横向残余应力分布比较复杂,沿着中央横截面上表面除了在最后一道焊缝及其附近是压应力其余为拉应力。数值模拟与试验结果误差很小,考虑固态相变因素的热弹塑性有限元法可以对焊接变形和残余应力进行准确的预测。     

钢结构焊接残余应力及焊接变形控制技术

为了探究控制钢结构焊接过程变形策略,通过钢板对接方法研究了焊接残余应力及焊接变形.以两块同料、同尺寸钢板对接解析焊接工艺过程,设定常态焊接工艺参数,在焊接钢板上进行焊接横向及纵向残余应力计算,并在焊接过程构建温度场,建立有限元模型,绘制其温度曲线图,探究残余应力变化趋势及分布情况.结果表明,对接焊接钢结构焊缝附近部分残余应力较大,结构残余应力在初始加热时期会呈现较快下降趋势,后逐渐趋于平缓,钢板对接焊接变形主要原因是纵向残余应力过大,可通过平行加热处理降低纵向残余应力的影响.     

初始残余应力和切削残余应力对薄壁件加工变形的影响

为了研究毛坯件的初始残余应力和切削加工过程中产生的切削(残余)应力对薄壁件变形的影响,对铸造铝合金锥形体毛坯薄壁件进行钻孔法残余应力测试,根据测试结果分别建立包含初始残余应力的有限元切削模型、没有初始残余应力的有限元切削模型及采用有限元生死单元法的模型,并进行分析.3种模型的对比结果表明:初始残余应力与切削(残余)应力均对加工结束后工件的变形产生显著的影响,其中切削(残余)应力对于变形的影响最大.     

9Cr18Mo钢圆柱试件淬火过程的数值模拟

采用有限元分析方法,利用ANSYS软件模拟9Cr18Mo钢圆柱形试样淬火冷却过程,得到淬火冷却曲线、残余应力随淬火时间变化曲线、残余应力沿圆柱体轴向分布曲线和试样最终轴向伸长量.分析结果表明,在热应力和组织应力的共同作用下淬火过程中试样应力状态变化复杂,最终的应力状态以组织应力为主.试样表面残余应力和试样轴向伸长的计算结果与测量结果符合的很好.     

电梯导轨立式压力矫直关键技术研究

为解决在垂直方向上具有非对称性的电梯导轨的弯曲变形矫直问题,提出确定电梯导轨立式矫直的反向弯曲曲率和矫直下压量的理论模型,给出明确的矫直曲率方程和矫直行程公式.从电梯导轨生产工艺流程出发分析电梯导轨弯曲变形原因,并基于弯曲变形测量数据拟合出电梯导轨垂直方向弯曲变形的原始弯曲曲线,利用线性弹塑性理论分析了导轨立式压力矫直的反向弯曲曲率与原始弯曲曲率间的关系,给出具体的导轨压力矫直曲率方程,可便捷得到矫直一定原始曲率的矫直反弯曲率.为便于实际电梯导轨矫直的操作,利用所得的反弯曲率进一步推导出矫直行程的表达式,可直接用于计算矫直一定原始弯曲的矫直行程.利用该方法,对T90/B电梯导轨进行求解,给出其初始弯曲曲率与反弯曲率、矫直下压量的关系曲线,并对其进行有限元验证,结果显示,计算矫直行程和矫直曲率的方法有效可行.     

钢轨轧后冷却过程弯曲变形计算

本文提出了计算钢轨轧后冷却过程应力分布和弯曲变形的方法，并分析了断面应力分布的特点和导致终冷弯曲的原因。计算的４３公斤重轨在冷却和反复弯曲过程中恢复平直的时间与实测结果基本符合。     

导流隧洞钢拱架与喷锚支护体系有限元分析

钢拱架支撑是地下洞室开挖中的重要支护型式之一,与喷锚支护措施相结合能够有效地控制围岩变形和减小围岩失稳机率.结合某水电站工程实际,针对不支护、喷锚支护、钢拱架与喷锚联合支护等不同情况,采用三维有限元法对导流洞开挖过程中围岩的位移、塑性区,喷层、锚杆及钢拱架的应力分布情况进行了计算分析.结果表明:与普通的喷锚支护相比,采用钢拱架与喷层、锚杆组成联合支护体系能够对围岩变形提供直接抗力,围岩位移和塑性区范围大大减小,各支护材料的应力也有较大程度的降低,为导流洞围岩破碎洞段施工期的稳定提供了有力的保证.     

LF3铝合金焊件尺寸不稳定性研究

试验研究了LF3铝合金焊接件在常温状态下的尺寸不稳定变形规律 ,并对产生这种变形的机理进行了力学和微观组织的分析 .结果表明 :LF3铝合金焊件的焊缝部位在焊后时效过程中发生了沿焊缝纵向伸长的不稳定变形 ,变形发生 6h后试件尺寸趋于稳定 ,试件总相对收缩变形量为 1.0× 10 -5;焊件发生尺寸不稳定变形的原因与微观组织的变化和焊接残余应力的松弛有关 .     

二辊矫直过程导板间距工艺参数分析

针对某钢厂棒材矫直过程中二辊矫直机导板间距没有明确规定并且导板磨损严重的情况,用大型非线性有限元软件建立了棒材二辊矫直过程的三维弹塑性有限元模型。基于此模型研究了不同导板间距下矫直力、导板支撑力、塑性变形程度、矫后残余应力及最大挠度的变化规律,综合分析提出了合理的导板间距取值范围。新的导板间距比之前实际应用的值有所增大,应用后导板更换频率降低。     

磨削残余应力产生机理的研究

本文对现行磨削残余应力产生机理的假说进行了归纳分析,在此基础上,对磨削过程和法向磨削力对磨削残余应力的影响进行了试验研究,详细探讨了磨削残余应力的产生机理,提出了磨削过程中的约束越多加工残余应力越大及砂轮材料扩散到工件表面层可以提高加工残余压应力的新观点,并对残余应力的平衡机理给出了新的解释.     

结构钢焊接残余应力三维有限元分析

对结构钢板对接焊接及腹板与翼缘角焊缝连接的工字型截面梁进行三维有限元模拟,分析了焊接温度场、残余应力分布及残余变形。有限元计算结果与试验结果比较吻合,证实了计算模型的有效性。计算结果表明:焊接热影响区存在较大的三向残余应力,且纵向残余应力大于横向残余应力,对结构局部受力将产生较大影响,但由于焊接残余应力是自平衡的,故焊接残余应力的存在对钢材宏观受力影响不大。     

Longitudinal crack on slab surface at straightening stage during continuous casting using finite element method

Deformation behavior of slab at the straightening stage during continuous casting was simulated by the explicit dynamic finite element method, and the stress distribution along the width direction of the slab and its change regularity at slab center during continuous casting were obtained. The influence of distribution and change of stress on the propagation of longitudinal cracks on slab surface was discussed. The results show that the tensional stress appears on slab surface at the inner arc side and the compressive stress appears on slab surface at the outer arc side at stages 6-8 in straightening zone during continuous casting. Longitudinal cracks generally appear on slab top surface and do not appear on slab bottom surface, which are also observed in industry.