连续变截面板的轧制控制

介绍连续变截面辊轧板（TRB）的控制模型及理论基础,TRB的轧制控制是一种新的控制方法,不同于以往任何轧板的轧制过程。TRB的控制模型的建立过程是TRB进行生产的关键技术,该模型的成功建立可以使TRB的批量生产成为可能,为车身轻量化拓宽了思路,其结果对汽车降低能耗具有积极的推动作用。     

DP590双相钢的变厚度轧制及连续退火工艺

基于离散化的思想建立了一种变厚度区轧制辊缝设定方程;通过建立空载和负载辊缝闭环控制方程,给出了一种变厚度轧制辊缝动态控制模型;在实验室四辊轧机上对DP590双相钢进行了单厚度过渡区的变厚度轧制,并对轧后的板材(TRB板)进行模拟连续退火试验,研究了TRB板连续退火后不同厚度位置处的组织和力学性能。结果表明:在50mm长的变厚度区中,板厚度的实际值与设定值之间的最大偏差为0.08mm,变厚度区的实际长度和设定值之间的偏差为0.3mm;TRB板在连续退火过程中的温度跟随性好,温度偏差不大;薄区的抗拉强度和伸长率均高于厚区的,分别高65MPa和2.8%,屈服强度与厚区的相当;结合工艺可行性并基于组织性能的有效控制,建议根据厚区的厚度来制定冷轧双相钢TRB板的连续退火工艺。     

连续变截面板(TRB板)在汽车前纵梁中的应用及优化分析

汽车前纵梁结构设计不仅要满足整车布置和承载要求,还需满足耐撞性要求。为实现耐撞性和轻量化双重目标,在前纵梁结构中引入连续变截面板(TRB板),充分利用其材料特性,满足前纵梁结构的吸能与变形模式。分别对TRB板材和等厚板材结构件进行台车碰撞试验及有限元仿真分析;建立加速度和质量的多项式响应面模型,以最小加速度峰值为优化目标,对TRB板的薄壁梁尺寸参数进行优化设计。结果表明,相对于等厚板,TRB板材的薄壁梁结构变形量较小、加速度峰值较小,具有更好的耐撞性;优化后的薄壁梁质量减轻5.21%且加速度峰值减少1.63%,且响应面近似模型具有较好的预测精度。     

连续变截面横梁回弹特性及控制

连续变截面板各处厚度不同,冲压成形后的回弹特性与等厚板有很大差异,如何减小回弹并使各处回弹趋于平衡成为连续变截面板应用中的重要问题。利用大型通用有限元软件ANSYS及其参数化设计语言APDL,通过编程建立横梁的变截面有限元模型;利用ANSYS/LS-DAYNA对连续变截面横梁和等厚板冲压卸载后的回弹进行了数值模拟,模拟结果分析表明:变截面板的回弹规律与等厚板的回弹规律有很大不同;最后利用分块压边圈技术,使横梁的回弹量趋于平衡,同时使整体回弹量下降。     

影响TRB单向拉伸的几何参数研究

将连续变截面辊轧板(Tailor Rolled Blanks,TRB)厚度过渡区离散为有限数量的等厚度区域,采用线性插值的方法描述TRB材料的非均匀性,建立TRB材料的应力应变场。参照等厚度板的单向拉伸试验国家标准,提出TRB单向拉伸试验的概念,在有限元软件ABAQUS中建立TRB单向拉伸的数学模型。以影响TRB单向拉伸的板料过渡区长度、板料厚度比等为参数,以厚度过渡区伸长率和厚度过渡区移动量等为评价标准,通过数值模拟和回归分析对不同方案下的厚度过渡区伸长率和厚度过渡区移动量进行比较。最后得到板厚比和伸长率之间关系的三次拟合曲线,分析厚度过渡区长度、板厚比对厚度过渡区移动量的影响。其结果为TRB拉伸性能标准的制定以及推动TRB在车身轻量化上的应用提供了重要的技术参考。     

冷轧高端装备的应用与推广

作为冷轧高端装备十八辊,二十辊及TRB轧机,在不锈钢、硅钢、精密薄带钢、高强钢及变截面板轧制领域拥有很大的市场需求。在现今传统冷轧装备需求低迷,竞争激烈的市场环境下,开发高端冷轧装备,可为冶金装备制造企业找到新的经济增长点。     

利用ABAQUS与正交试验理论的TRB成形参数优化

在有限元软件ABAQUS中建立连续变截面板的数值模型,以影响变截面板矩形件成形的板料过渡区长度、板料过渡区位置和板料厚度比等为参数,以最大料厚减薄率和板料节约率等为考核目标,通过数值模拟和正交优化方法,对比分析不同方案下最大料厚减薄率和板料节约率,确定最优方案,以提高变截面板的成形性能.结果表明,厚度过渡区的长度对矩形件成形的影响最大,过渡区的位置次之,厚度比的影响最小.     

基于非线性拓扑优化的汽车变厚度保险杠耐撞性设计

结合非线性拓扑优化方法和连续变厚度轧制技术对汽车保险杠横梁进行了耐撞性设计。推导了基于板壳厚度插值的非线性吸能灵敏度公式,并把灵敏度约束在轴向与周向上。应用该方法对三点弯工况下的保险杠进行优化设计,最终确定了保险杠的厚度分布。优化结果表明,等质量情况下,对比均匀厚度的保险杠,具有连续变厚度（TRB）结构的保险杠吸收能量值平均提升了近30%。     

基于TRB技术的车身减量化设计与优化分析

连续变截面薄板(Tailor Rolled Blank,TRB)是新型的厚度连续变化的板材,它是实现轻量化的有效途径之一。基于TRB技术,结合车身碰撞力的传递路径及载荷流的合理分布的设计方法,以某款SUV车侧面碰撞中的主要关重件为例,对其结构进行优化设计。研究表明:应用新型TRB板材,在侧面碰撞过程中降低了整车的变形和胸部以及骨盆处侵入速度峰值,保证在耐撞性不减的前提下,整车质量减轻了5.5 kg,零件数量减少了5个。相应地也减少焊接工艺、生产工序,同时实现耐撞性和减量化的双重目标。     

MH／Ni动力电池正极板轧制的神经网络控制

MH／Ni动力电池正极板轧制的目的是确保其具有一定密度、厚度以及良好的柔韧性。正极板的厚度不同，其容量、充放电效率以及电极材料利用率也不同。正极板在轧制过程中具有变时滞和变增益等特征，所以适合采用神经网络系统来控制。     

影响轧制差厚板冲压成形性能的几何参数研究

轧制差厚板的出现使得汽车行业能够获得更轻的车身重量以及更低的生产成本。为了推动轧制差厚板的应用进程,需要对其冲压成形性能进行深入研究。对轧制差厚板方盒形件进行了冲压成形仿真,以进料量之差、最大厚度减薄率以及厚度过渡区中心移动量为评价标准,分析了不同板厚比及厚度过渡区位置对差厚板成形性能的影响。研究结果表明:板料厚度差越小,过渡区越接近薄侧端部,差厚板的冲压成形性能越好。     

TRB波纹管结构参数对碰撞吸能的影响

通过实体单元建立TRB波纹管碰撞吸能有限元模型,研究TRB波纹管的薄区厚度、过渡区厚度差、波纹管壁半径和过渡区长度对吸能、比吸能和初始峰值力的影响,通过正交试验设计得到试验方案,数值模拟结果发现,增加薄区厚度和过渡区厚度差能够提高波纹管吸能和比吸能,增加过渡区长度能够降低初始峰值力.     

Determining Friction Coefficient at Run-In Stage and Diagnosing the Point of Transition to Steady-State Phase Based on Acoustic Emission Signals

Russian Journal of Nondestructive Testing - We study the joint dynamics of changes in the parameters of acoustic emission (AE) and in the friction coefficient during TRB friction machine testing of...     

高性能环类零件绿色智能轧制的研究进展

高性能环类零件广泛应用于众多重要工业领域,其制造技术体现了国家机械制造能力和水平。环件轧制是一种连续局部塑性成形技术,也是高性能环类零件先进成形制造技术。基于作者在高性能环类件轧制成形领域的研究基础,对我国高性能环件轧制成形理论和应用现状和工艺发展进行系统介绍：分析高性能环件轧制成形特点;阐述环件轧制成形理论,包括轧环条件、力能计算方法和轧制过程模拟进展;介绍我国高性能环件轧制成形技术在机械、航空、航天等工业领域的应用成果;例举当前我国环轧制成形工艺装备的最新进展;结合国家重点研发计划的研发情况,介绍高性能环类零件智能轧制和绿色轧制的建设现状。我国已经成为世界高性能环类零件重要制造基地,作为基础和关键重要部件的高效制造方法,高性能环类零件绿色智能轧制将为我国制造业双碳目标提供有效的解决方案。     

系统参数对花键轴轴向推进滚轧成形工艺过程的影响分析及试验

为实现花键轴零件高效高性能精确成形制造,介绍一种花键轴轴向推进滚轧成形工艺的系统组成、工艺过程以及特点,分析滚轧过程中滚轧模具与花键轴间的啮合传动规律,利用ADAMS系统动力学软件研究系统参数(滚轧模具个数Nd、滚轧模具齿数z1)对滚轧过程的影响特点,并通过研制的花键轴轴向推进滚轧成形工艺系统开展滚轧过程中花键轴实时转速的测试以及花键轴的滚轧成形试验。结果表明,滚轧过程中滚轧模具与花键轴间的啮合传动重合度小于1;Nd=3时滚轧模具与花键轴间的啮合传动稳定性明显优于Nd等于2和4的方式,当z1与花键轴齿数z2相等时滚轧模具与花键轴间的啮合传动稳定性较差,而当z1>z2时二者的啮合传动稳定性显著提高,确定的合理工艺系统参数为Nd=3、z1=120。滚轧试验过程中滚轧模具与花键轴啮合传动平稳,成形的花键轴齿数准确、齿形分布整齐、精度高。     

Thermal effect in hydrodynamic lubrication of line contacts-Piezoviscous effect neglected

Thermal effect in high-speed rolling element bearings has been investigated numerically following a computationally efficient method developed by Elrod and Brewe [11. Viscous shear heating effects on both film thickness and rolling friction are investigated for a line-contact geometry assuming fully flooded lubrication. Thermal load-carrying capacity and rolling friction of the line contact have been numerically calculated for varying rolling speeds from 5 to 40 m/s and dimensionless film thickness between 10⁻⁴ and 10⁻³. Results indicate marked influence of viscous shear heating on the load-carrying capacity, film thickness and rolling traction at high rolling speeds. Neglecting thermal effect at high rolling speeds would lead to gross overestimation of load capacity, film thickness and traction. Results are presented for pressure and temperature distribution within the contact for various rolling speeds and film thicknesses.     

轧钢机械设备轴瓦的检修要点分析

轧钢机械设备是当前工业发展的重要设备之一,其运行效果、效率可以说直接关系着其性能的发挥,为了使轧钢机械设备能够正常运转,那么提高轧钢机械设备轴瓦的运转效果也是非常关键的。本次研究结合轧钢机械设备轴瓦的具体情况,对轧钢机械设备轴瓦检修存在的问题及检修要点进行分析,旨在提高轧钢机械设备的运行效果。     

Analytical and experimental study on asymmetrical sheet rolling

An analytical model assuming constant shear friction between the rolls and sheet is proposed to explore the characteristics of asymmetrical cold and hot sheet rolling. In the hot sheet rolling process, the surface friction stress is assumed to be equal to the yield shear strength (i.e. τ = k). As the friction factor m is less than 1, the simulation for the cold rolling process can be conducted. To verify the validity of the proposed analytical model, a series of experiments on asymmetrical cold sheet rolling of aluminium are carried out. The total rolling force and the forward slip are measured. The proposed model is also used to estimate friction factor (m) with the measured forward slip. With the estimated friction factors, the analytical rolling forces are calculated to compare with experimental data. Reasonable agreement is found. By this proposed analytical model, it is noted that a large amount of calculation time and computer expense are saved, and the characteristics of asymmetrical cold and hot sheet rolling are obtained easily and rapidly.