原始曲率对中厚板矫直过程中的关键参数影响

基于曲率积分法探讨了小、大压下量条件下,具有随机原始弯曲缺陷的板材在矫直过程中的弯曲曲率、矫直轨迹、塑性变形率、矫直力和扭矩等关键矫直参数的分布规律。研究结果表明:即便压下量相同,如果板材原始弯曲曲率变化,各辊的反弯曲率存在差异,从而导致矫直力和矫直扭矩等力能参数存在一定差异,但是这种差异随着矫直过程的进行逐渐减小;小压下量和大压下量均可以消除板材的纵向弯曲,因此如果板材来料的原始曲率比较小就可以采取小压下量方案,如果原始曲率大且具有横向弯曲则需要采取大压下量方案以增加塑性变形率;在小、大压下量条件下,矫直力分别呈现三角形和梯形分布,因此,出入口压下油缸的压力可以根据其分布进行合理设定。     

矫直机矫直精度研究

根据弹塑性弯曲理论,应用迭代法计算了轧件一次弯曲矫直时的弯曲力矩和相应的反弯曲率,计算给定方案下形成的残余曲率,给出了压下量与反弯曲率的数学表达式.对于一定的矫直方案,提出了上排工作辊整体倾斜调整的辊式矫直机矫直精度计算方法.     

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 在充分考虑二辊矫直机生产工艺特点的基础上,设计了典型产品的辊形曲线,从矫直基本原理入手,根据弹塑性弯曲理论,应用迭代法计算了轧件一次弯曲矫直时的弯曲力矩和相应的反弯曲率,计算给定方案下形成的残余曲率,给出了矫直精度的数学模型。对于一定的矫直辊形和矫直方案,提出了矫直精度计算方法。具有进一步的推广应用价值。     

钢管热处理线斜辊矫直机矫直原理及常见辊系浅析

本文通过对金属轧件弯曲变形与曲率的变化、矫直原理、斜辊式矫直机的矫直原理的阐述,分析了常见三种辊系布置的斜辊矫直机的特点,三种辊系对钢管矫直过程中弹塑性变形区长度和应力反向次数的影响,提出了热处理线斜辊矫直机辊系选型的理论参考依据。同时指出了十辊矫直机增加了矫直单元,矫直质量更稳定,生产效率更高;但通过对钢管原始几何尺寸,加热过程及淬火环节的控制,减小钢管矫直前的原始曲率,选择六辊或七辊矫直机可以节约矫直机的投资运行成本,也能达到满意的矫直精度。     

棒材二辊矫直工艺设定参数模型研究

为了合理设定二辊矫直的工艺设定参数,降低现场对操作工人经验的依赖程度,实现棒材全自动矫直,基于平面弯曲弹复理论与空间几何关系,结合矫直过程棒材边进给边旋转而达到每旋转半圈反弯一次的特点,建立了棒材矫直全流程的弯曲弹复模型,获得棒材矫直全过程原始曲率、弯曲曲率、弹复曲率及残余曲率的演变过程;在此基础上,基于来料棒材及矫直机辊型,以要求的直线度为目标,建立了凹辊角度与凸辊角度寻优迭代模型;在该理论基础上,探讨了辊缝及导板间距的设定方法;在现场矫直机上进行了该工艺设定模型的验证。工艺参数设定值与现场实际矫直情况一致,应用该模型可实现棒材二辊矫直过程的自动控制。     

大型轴管类件过弯矫直等价原理实验

为分析大型轴管类零件过弯矫直工艺参数与直梁纯弯曲理论相关参数之间的对应关系,根据相似性原理,设计了过弯矫直等价原理的实验方法。采用不同材质、不同截面属性管坯的三点弯曲和四点弯曲及其反向弯曲实验,证实了小曲率曲梁反弯矫直所需变形量与相同材质、相同截面属性的直梁弯成曲梁形状所需变形量之间的等价关系。实验结果表明,管坯经反弯矫直后最大挠度均小于0.28mm,已非常接近直管。通过引入塑性金属材质的梁纯弯曲过程中弯矩载荷与变形行程之间的单值递增函数对应关系,论证了变形量相等的实质是两个过程的弯矩分布相等,从而给出了过弯矫直等价原理,为后续的过弯矫直工艺方法的研究及其控制策略的确定,奠定了实验基础。     

铝板矫直中的弹塑性弯曲变化规律实验研究

针对铝板在大压下量矫直过程中出现弯曲曲率大于矫直辊曲率的现象,本文在11辊辊式矫直设备上以1060铝板为研究对象进行了矫直实验,研究了铝板的最大弯曲位置、最小弯曲曲率半径以及铝板与矫直辊的接触位置之间的关系。结果表明:随着压下量的增大,铝板最大弯曲位置偏向于板材的出口方向,偏向的趋势减小;铝板最大弯曲量将大于压下量,两者差值也随之增大;铝板材与矫直辊的接触点不在铝板的最大弯曲位置,接触角随着压下量的增大逐渐增大;随着压下量的增大,以矫直辊顶点对应板材的弯曲曲率作为最大曲率并不可取,且由于塑性铰现象,铝板的最大曲率半径会小于矫直辊半径。     

矫直理论与参数计算(一)

前言本文从金属弹塑性弯曲的基本原理出发,结合矫直工艺,系统地分析了矫直过程各种曲率变化及其间的关系;还系统地分析了弯曲程度与挠度、弯矩、变形能之间的关系。全面阐述反弯矫直、递减反弯矫直、旋转矫直、拉弯矫直等基本理论。并结合作者的现场经验和研究成果,在矫直力计算、矫直功计算、曲率关系     

金属型材的多点柔性往复弯曲矫直工艺

提出一种以往复弯曲为特征的多点柔性矫直工艺.从理论上阐述该工艺的变形机理,通过数值模拟和物理实验验证不同材料、不同截面形状的一系列金属型材的矫直.进一步讨论弯曲半径与统一曲率所需往复弯曲次数的关系,并分析矫直型材后残余应力的分布情况.结果表明:往复弯曲过程可以消除初始曲率的差异,使各截面的曲率趋于均匀;型材的弯曲半径越...     

中厚板辊式矫直机辊缝预设定模型的建立

中厚板辊式矫直机辊缝设定精度直接决定最终板形质量。以弹塑性弯曲变形理论为基础,对带钢经过各矫直辊时的弯曲曲率进行了设定和优化;将矫直过程中的带钢看作一个连续梁,计算带钢各受力点的弯矩,进而得到弯矩图和弯矩方程;根据曲率面积第二定理,计算带钢在各受力点的挠度即矫直辊的压下量。残余应力抽样检测结果表明,按计算结果设定辊缝可有效改善内应力,批量投产亦取得了很好的实际应用效果。     

中厚板热矫直过程中加工硬化模量和反弯曲率的确定

加工硬化模量和反弯曲率是中厚板在矫直过程中两个关键且难以确定的参数。文章通过有限元软件AN-SYS/LS-DYNA对矫直过程进行模拟,利用模拟结果中板材在某时刻的垂直位移得到板材的弯曲曲线,根据该曲线的光滑程度以及曲线顶点的位置与矫直辊压弯量的吻合程度,确定出符合实际的加工硬化模量,并利用各点垂直位移的拟合曲线确定出板材在矫直过程中的反弯曲率。该方法解决了实际矫直过程中难以用仪器测量得到该参数的问题。     

中厚板在矫直后的残余应力分布分析

残余应力是影响矫后中厚板平直度的主要因素.通过有限元软件ANSYS/LS-DYNA对中厚板矫直过程的模拟,揭示了轧件矫后在长度、宽度方向上不同的纵、横向残余应力分布状态,提出了矫直辊应采取相应的调整方案,以使残余应力的分布均匀化.     

不同变形区组成下铝合金厚板蛇形轧制板曲率建模分析

蛇形轧制作为一种新型的轧制工艺为高性能厚铝板生产提供了一种新方法,但是传统的异步轧制弯曲曲率模型不能用于蛇形轧制,蛇形轧制缺少精准的轧后曲率计算模型。根据变形区的特征及中性点的位置,确定了变形区组成及其存在边界条件;塑性变形区最多可分成4个区,对不同组成情况的变形区进行了分析,建立了各种情况下单位压力和上、下部分累积剪应变偏差模型,在此基础上建立了剪切应变引起的弯曲曲率模型,根据流动准则建立了轴向应变引起的弯曲曲率模型,最终建立了不同辊径比下的蛇形轧制的弯曲曲率模型。考虑到厚度方向变形的不均匀性,在建模过程中引入均匀系数E,使模型更加精确。采用Ansys模拟和实验数据进行了模型精度的间接验证。结果表明,与模拟和间接实验结果相比,最大和最小相对误差分别为10.71%和0.34%,证实了模型精度,可应用于弯曲曲率预测及控制;同时研究了不同工艺参数（偏移量、辊径比、压下量、工件初始厚度等）对弯曲曲率的影响规律。研究结果为厚规格铝板蛇形轧制生产提供重要理论和技术支持。     

弹性极限曲率在中厚板辊式矫直过程中的作用

针对某中板厂十一辊矫直机矫直板材翘曲问题,采用弹塑性差分的曲率积分方法,分析弹性极限曲率对矫直后板材不平度的影响规律。研究发现,弹性极限曲率可以作为判断板形问题的标准。初始曲率不是影响矫直能力的主要因素,可以用弹性极限曲率计算矫直力来判断其是否超过矫直能力。     

压弯量对轧件矫直变形影响的有限元分析

采用显式动力学有限元软件ANSYS/LS-DYNA分析了中厚板在热矫直时,不同压弯量对轧件矫直变形的影响。模拟结果表明,入口压弯量在达到一定程度(即塑性比拐点)时,入口处轧件塑性变形区沿长度方向扩展迅速,而沿厚度方向增加缓慢,此时矫直效率降低;对厚度不同的轧件,随着厚度的增加,塑性比拐点出现较晚;另外塑性比拐点以下,使塑性比达60%~85%的入口压弯量引起的残余应力值变化不大,只是残余应力分布状况不同,而当入口压弯量超过塑性比拐点时,轧件的残余应力在某些区域则发生较大变化。该模拟结果对确定中厚板热矫直模型,掌握矫直变形规律具有一定的指导意义。     

Effect of prestressed ultrasonic peen forming parameters on bending curvature and spherical deformation of plate

The elastic prestressed ultrasonic peen forming (UPF) was adopted in order to solve problems of insufficient bending deformation and large spherical deformation of plate during free UPF. The theoretical analysis of prestressed UPF and the influence of elastic prebending moment on deformation were analyzed. Spherical deformation coefficient was defined to quantificationally describe the spherical deformation. Experiments were conducted to compare the differences between free UPF and prestressed UPF processes and the effects of processing parameters on bending curvature and spherical deformation coefficient were studied. The results show that peening trajectory in chordwise direction is beneficial to enlarging spanwise bending deformation and decreasing spherical deformation coefficient. Large prebending curvature is helpful to increase spanwise bending deformation and decrease chordwise deformation, thereby obviously decreasing spherical deformation coefficient. Large spanwise deformation can be obtained under large firing pin velocity, small plate thickness and small offset distance. Large firing pin velocity plays a positive role in decreasing spherical deformation, while plate thickness and offset distance have little effect on it. Above all, prebending curvature and peening trajectory are the most important factors during prestressed UPF process. This study provides guidance for parameters optimization of prestressed UPF for wing plate with large thickness.     

四辊连续滚弯侧辊位移计算与数值模拟

在四辊卷板过程中,卷制工件的曲率主要取决于侧辊的位移量。以塑性弯曲理论为基础,对四辊连续滚弯过程中板材各阶段的变形情况进行了理论分析。根据卸载定理推导出双线性硬化模型板材的回弹曲率计算公式,建立了四辊连续滚弯侧辊位移的数学模型。利用ABAQUS有限元软件对四辊连续滚弯过程进行三维动态模拟,对仿真值和理论值进行了比较,分析了不同板厚下侧辊进给量、相对弯曲半径与成形曲率半径之间的关系。结果表明:有限元仿真误差较小,可以用来指导实践;随着侧辊进给量的增加,板厚对成形曲率半径的影响逐渐减小;成形曲率半径随着相对弯曲半径的增加基本呈线性关系变化。     

铝合金大型锻件淬火过程的有限元模拟

采用Deform V11有限元软件,计算了T形7N01铝合金锻件的表面综合换热系数,仿真模拟了锻件淬火过程中的温度场、应力场与形变位移变化规律,分析了温度与热应力对锻件淬火形变的影响与作用机制。结果表明,淬火初期因温度梯度(最大温差达225 ℃)与热应力巨大差异,锻件肋板一侧在淬火时间为10 s时产生了最大程度的弹性与塑性变形,远大于无肋一侧,弯曲曲率增大;淬火中期锻件主要发生弹性形变,厚度大的肋板一侧收缩变形加剧,曲率变小,50 s时锻件基本不再变形;淬火后期阶段热应力趋于零,锻件冷却产生微量弹性形变,淬火结束后,锻件整体产生趋向肋板一侧的塑性弯曲变形,曲率半径大于加热前。     

差温轧制对厚板芯部变形的影响

采用有限元方法建立了厚板轧制的刚塑性有限元模型,以研究在厚板轧制过程中引入厚度方向上的温度梯度对钢板芯部变形的影响。并与传统均温轧制进行对比,研究了差温轧制对钢板头部变形与宽展的影响,以及在两种工艺下钢板厚度方向上应变分布的变化,分析了差温轧制条件下应变、压下量与板坯厚度之间的关系。结果表明,温度梯度轧制有利于增加坯料芯部变形,差温轧制钢板头部呈现单鼓形,而均温轧制钢板头部为双鼓形。均温轧制中心与表面宽展差值为差温轧制这一数值的16倍。随着板厚减薄,道次压下量增大,差温轧制钢板内部应变逐渐提高。但当道次压下率和板厚过大或过小时,差温轧制对中心应变的改善作用不明显。     

道次间冷却工艺对厚板芯部变形及组织的影响

利用道次间冷却技术对特厚钢板轧制开展道次间冷却工艺试验,研究轧制过程中的冷却参数对钢板变形渗透性和晶粒细化的影响规律。研究结果表明:道次间冷却工艺能够促进轧制变形向特厚钢板芯部渗透,在一定程度上消除了芯部带状组织;采用再结晶低温区连续轧制并在轧制道次间进行大强度冷却工艺,特厚钢板芯部组织晶粒明显细化,晶粒尺寸可达10~15μm;粗轧道次间的冷却工艺对轧制变形渗透的提高效果优于中间坯冷却工艺,并且道次间冷却强度的增大有助于进一步提高变形渗透性。