宽厚板四点弯曲压力矫平理论建模与有限元分析

宽厚板厂采用压头可移动式压平机进行厚规格板材矫平,压下参数的设定多基于人工经验,制约了生产效率和产品质量的提升。为了进一步提高压平机的矫直精度和工作效率,尤其是针对弯曲半径较大的板材,提出四点弯曲压力矫平方案。运用弹塑性力学理论并结合压力矫平过程的特点,建立宽厚板四点弯曲压力矫平模型;在材料力学性能参数和初始挠度已知的情况下,自动计算出压平力和反弯量等压下参数;通过对不同板宽、板厚、跨距和屈服强度等工艺参数的设定,根据模型计算出的数据采用有限元模拟压力矫平过程,计算出压平后板材的平直度。结果表明,各种工况均满足工业上宽厚板平直度要求,如在板厚大于25 mm、屈服强度小于460 MPa的情况下,板材的不平度均小于7 mm/m,验证了模型的可靠性。     

塑性强化材料的十一辊矫平过程数值模拟与工艺分析

以弹塑性双线性硬化模型作为基础理论,利用ABAQUS软件建立十一辊矫平机的动力学模型,在大变形、小残差的压下方案的基础上,结合理论计算的压下方案与现场试验的工艺数据,研究不同的压下方案对板材残余应力以及平直度的影响,并进行实验验证.结果表明:长度方向上的残余应力变化比宽度方向上的残余应力变化大,调节首辊的压下量比调节中...     

300M钢电子束预热与焊接复合加工后的残余应力测试

采用盲孔法测量了电子束预热与焊接复合加工300M超高强度钢板的残余应力分布。结果表明,垂直于焊缝方向的纵向残余应力以拉应力为主,横向残余应力以压应力为主,焊缝中心的最大纵向和横向残余应力分别为34.3和9.2 MPa;最大残余拉应力峰值出现在母材区,其应力值约为208.3 MPa,远低于母材屈服强度。沿焊接方向残余应力变化不大,可近似认为其分布基本稳定。     

空冷贝氏体钢的残余应力对屈服强度的影响

测量了贝氏体超强精轧螺纹钢筋正火态和低温回火后的屈服强度,结果表明,正火态的屈服强度值较低,经300℃低温回火后屈服强度提高约230MPa。同时用盲孔法测定了该两种状态下的表层残余应力值,正火态高达270MPa左右,低温回火后表层残余应力降至70MPa左右,正火态低的屈服强度可能与试样内部高的残余拉应力有关;低温回火能显著降低残余应力,有效提高贝氏体超强钢筋的屈服强度。     

Q355B钢板火切后窄板料变形原因分析及控制措施

针对Q355B钢板火焰切割(火切)后窄板料产生翘曲、侧弯等变形缺陷的问题,检测了Q355B钢板残余应力。结果表明:Q355B钢板火切后窄板料变形是成品钢板中存在较大残余应力和残余应力不均匀而导致的。因此,对不同轧制、冷却工艺生产的Q355B钢板的残余应力进行了检测,发现返红温度低是钢板残余应力显著增大、残余应力波动较大的主要原因。为此,提出了采用控轧不控冷工艺,控制钢板终轧温度在780～810 ℃,在确保钢板性能的前提下,避免了钢板因控冷产生较大的残余应力及残余应力波动。同时,针对采用不控冷工艺生产的Q355B钢板屈服强度不足或余量不够的问题,对Q355B钢板的C、Mn含量进行优化调整。采用上述措施后,保证了钢板力学性能,并将钢板残余应力控制在150 MPa 以下,整板最大残余应力波动由182.3 MPa降至26.45 MPa,使钢板的不平度小于2 mm·m^-1,满足了用户的要求。     

压力容器吊耳多层多道焊不同焊接顺序的数值模拟

采用有限元软件对压力容器吊耳的焊接进行三维多层多道焊仿真模拟,运用生死单元技术对2种不同焊接顺序进行焊接填充仿真,得到不同焊接顺序下焊接接头的温度场、残余应力场以及变形场,对结果进行数值分析及比较,并对性能较好的工艺进行计算及硬度测试验证。结果表明:焊接顺序对残余应力及变形有很大影响,后续道次的焊接对已填充完成的焊缝有预热作用,并消除部分残余应力;焊缝方向中心区域应力水平超过材料屈服强度,为耳板焊接结构易断裂区域;单边依次焊接方案较双边交替焊接方案获得的残余应力小,硬度试验及强度计算结果表明,该方案满足实际工程要求,为实际焊接提供参考依据。     

未熔合对厚板多层多道焊残余应力影响的数值模拟

基于逐层激活建模方式实现对多层多道焊的模拟,采用混合热源模型建立了不等厚X70管线钢板多层多道焊接有限元计算模型,模拟并分析了焊接过程温度场、应力场的演变。此外,在模型中引入了未熔合缺陷,并通过等效处理实际管道运行载荷情况,重点模拟并分析了未熔合缺陷对焊后残余应力分布和X70管道运行安全状态的影响。结果表明,补焊焊缝未熔合缺陷未导致焊后残余应力的明显增加,未熔合处最大等效应力470 MPa,未超过X70管线钢母材屈服强度。等效工况下未熔合处最高等效应力达到592 MPa,补焊焊缝的两侧焊趾处存在两处条状高应力区域,等效应力超过550 MPa,均超过母材屈服强度,但未达到抗拉强度。计算结果与试验结果吻合良好,证明了模型的可靠性和准确性。     

等径角轧制AZ31镁合金板材的组织与性能

采用等径角轧制工艺制备了AZ31镁合金板材.结果表明:经等径角轧制后的板材,晶粒取向由等径角轧制前的(0002)基面取向演化为基面与非基面共存的取向.与等径角轧制前的板材相比,板材晶粒尺寸略有长大并有孪晶出现,但强度却明显提高,而断裂延伸率变化不大,尤其是1个道次轧制的板材其抗拉强度由等径角轧制前的240增大到275 MPa,屈服强度由193.8增大到239.2 MPa;随着等径角轧制道次的增加,板材的强度逐渐降低,至第4个道次其抗拉强度仅为250 MPa,屈服强度为207.3 MPa.     

中厚板冷矫机辊径对矫直厚度影响及辊径模型

论述了中厚板矫直过程中影响板材矫直的关键因素,根据金属材料弹塑性弯曲理论和矫直原理推导出矫直辊径计算公式。采用该公式验证了5.5m和4.3m中厚板生产线冷矫机辊径与钢板屈服强度间的关系,分析了该冷矫机所能矫平最薄钢板的厚度,计算结果与实际吻合。     

焊后热处理对100 mm TC4钛合金电子束焊接头残余应力的影响

采用X射线衍射法测量100 mm TC4钛合金电子束焊接头表面残余应力分布,研究焊后热处理对接头残余应力的影响。结果表明:上下表面残余应力峰值均位于热影响区附近;上表面纵向与横向残余拉应力峰值分别为338 MPa和401 MPa,为母材屈服强度的39%和47%;下表面纵向与横向残余拉应力峰值分别为323 MPa和372 MPa,约为母材屈服强度的37%和43%;接头经过600℃×2 h焊后热处理,残余应力降低,但在上下表面呈现不同效果,上表面横向和纵向残余应力水平都有一定程度降低,部分位置纵向残余应力由拉应力状态转变为压应力状态,下表面纵向残余应力消除效果明显,部分位置呈现压应力状态,下表面横向残余余力消除效果不明显。