镁合金单机架四辊轧机板形控制模型研究

目的 研究单机架四辊轧机的前后平均张应力,以板形判别因子为目标函数构建单机架四辊轧机板形控制理论模型,确定卷曲后张力值。方法 通过耦合板形标准曲线模型以及设定辊系弹性变形、热凸度模型和卷曲张力模型,提出了单机架四辊轧机板形控制理论模型的计算方法,并对该计算方法与模拟实验结果进行对比验证。结果 该计算方法对轧后板材的断面横向厚度有较好的预测作用,与有限元模拟结果相比,规律一致性良好,但计算方法最大误差出现在板材边部,误差最大为0.024 mm。结论 提出的单机架四辊轧机板形控制模型计算方法实现了镁合金板形预判,对提高镁合金板形质量起到了重要的指导作用。     

铸态AZ31B镁合金变温轧制过程及流变应力研究

在变形温度250~450、应变速率0.005~5 下对圆柱试样进行了Gleeble高温压缩试验,并对不同初轧温度、不同轧制压下量下的热轧制过程进行了轧制试验、数值模拟及损伤分析。采用动态材料模型中的计算方法计算了热加工图,用Zener-Hollomon参数法建立了单向压缩时的流变应力模型,最后综合传热学基本原理及轧制理论,建立了变温轧制过程中的流变应力模型。研究结果表明：合理分解温度范围求解单向压缩流变应力模型,有效提高了模型的预测精度;轧制前滑区和后滑区的主传热机制有所区别,考虑到轧辊对轧件的作用力主要分布在后滑区,则此区域为边裂重点研究区域;数值模拟过程中轧件边部区域的Normalized Cockcraft and Latham损伤值最大,并且随着变形温度的降低以及道次压下量的增大而增大,此现象与轧制实验结果相符,不同轧制条件下轧制流变应力模型的求解结果与数值模拟结果较吻合。     

Effect of Reduction on Bonding Interface of Hot-rolled Wear-resistant Steel BTW1/Q345R Cladding Plate

Wear-resistant cladding plates consisting of a substrate(Q345 R) and a clad layer(BTW1) were bonded through hot rolling at the temperature of 1 200 ℃ and a rolling speed of 0.5 m/s. The microhardness of the cladding plate was also tested after being heat treated. The microstructure evolution on the interface of BTW1/Q345 R sheets under various reduction rates was investigated with a scanning electron microscope(SEM) and EBSD. It is found that the micro-cracks and oxide films on the interface disappear when the reduction is 80%, whereas the maximum uniform diffusion distance reaches 10 μm. As a result, a wide range of metallurgical bonding layers forms, which indicates an improved combination between the BTW1 and the Q345 R. Additionally, it is discovered that the unbroken oxide films on the interface are composed of Mn, Si or Cr at the reductions of 50% and 65%. The SEM fractography of tensile specimen demonstrates that the BTW1 has significant dimple characteristics and possesses lower-sized dimples with the increment in reduction, suggesting that the toughness and bonding strength of the cladding plates would be improved by the increase of reduction. The results reveal that a high rolling reduction causes the interfacial oxide film broken and further forms a higher-sized composite metallurgical bonding interface. The peak microhardness is achieved near the interface.     

单轴双偏心定尺滚切剪运动轨迹求解及计算机仿真

根据单轴双偏心定尺滚切剪机构运动学分析,给出了机构运动轨迹的三维非线性方程,确定了在曲轴带动下任意时刻剪切机构各铰接点坐标,实现了对定尺滚切剪滚切过程的计算机模拟,为滚切剪设备的设计制造提供了一定的参考依据.     

AZ31镁合金中厚板轧制温度场的数值模拟与实验验证

通过数值模拟分析了AZ31镁合金中厚板在轧制变形区的温度分布，建立了轧后镁板平均温度关于轧辊温度、轧制速度、轧制压下量、板材厚度的经验公式，并辅以相应的实验验证。结果表明：当镁板较薄、轧制速度较小时，镁板中心层的塑性变形热在轧制变形区向表层传递，中心层的温升不能代表镁板塑形变形产生的温升；轧后镁板的平均温度与轧辊温度、轧制速度、轧制压下量正相关，与板材厚度反相关；轧后镁板平均温度的计算值与实验值的最大相对误差为8.34%，平均相对误差为7.4%，经验公式能很好的预测轧后镁板的平均温度。经验公式的提出，利于实现“AZ31镁合金板材的等温轧制”控制；对镁合金轧制工艺制度的合理制定以及后续轧制设备的选择有重要指导意义。     

600MW机组进口冷凝泵节能优化改造研究

针对大同发电责任有限公司600MW机组配置的英国苏尔寿公司原装冷凝泵,在节能优化诊断中发现存在着扬程裕量太大、调节不合理、耗电多等问题,为此,我们在国内首次对该型水泵进行了全面节能优化改造研究。改造后泵的最高运行效率从82．58％提高到了86．43％,居国际先进水平。改后平均耗电功率下降了60％,每小时节电1123．9 kW·h,年节电842．925万kW·h。且该改造方案简单,投资不多,效益大,适用于所有的大型机组冷凝泵(以下亦称凝结泵),具有广泛的推广价值。     

铜元素对304L不锈钢热加工性能的影响

采用Gleeble-3800热模拟试验机对含铜304L不锈钢进行热压缩实验,变形温度为900~1150 ℃,应变速率为0.01~20 s^-1,并通过应力-应变曲线构建其热加工图。结果表明,随着铜含量的增加（0%Cu-304L,2.42%Cu-304L,3.60%Cu-304L）,较好的热加工温度范围从200 ℃降低到75 ℃。微观组织分析发现：该材料失稳的主要原因有局部流动失稳、剪切带、空洞和裂纹;在热变形过程中,塑性变形能在短时间内转化为热量,导致变形材料局部温度升高,这使得熔点相对较低的铜偏析区易融化从而形成孔洞,成为裂纹的来源,降低了材料的热加工性。     

纳米多晶镁在不同条件下压缩的分子动力学模拟

为设计和开发具有优异力学性能的镁基纳米结构合金,本文利用Voronoi几何方法构造了晶粒随机取向的纳米多晶镁模型,利用分子动力学软件实现了不同条件下纳米多晶镁的压缩模拟,借助可视化软件对模拟结果进行了相关分析,发现：温度影响晶粒的变化趋势,随着温度升高,晶粒由细化转变为融合长大;压缩速度影响晶粒细化的时间,压缩速度增大,晶粒内部原子仍保持原有结构,只有晶粒边缘处原子位置移动,晶粒细化较晚发生,屈服强度增大,极限应变减小,弹性模量增大;纳米多晶镁中原子位置发生偏移,更易形成FCC结构,产生Shockley不全位错,Shockley不全位错与FCC结构的增长规律呈正比例。     

通过流固耦合加热的轧辊温度场分析

针对目前镁合金板材轧制过程轧辊温度控制方式精度差,易造成板材的板形、板厚及裂纹等缺陷,采用流体循环流动传热的方式对轧辊进行温度控制,建立轧辊、流体传热过程的流固耦合模型,基于FLUENT软件对二者间的流固耦合传热过程进行数值模拟及试验验证。结果表明：用该方法加热轧辊时,辊身表面温度呈线性分布,边部与中间的温差范围为3～7℃,轧辊有效轧制区间占轧辊总长85%～100%左右,且流体温度与速度对其影响较小;在不同流体温度和流速下,轧辊表面温度均呈速率减小的趋势上升,流体温度升高及流速增大时,轧辊温升速率增大;得出在不同加热条件下,轧辊表面平均温度T与加热时间t的关系式;轧辊表面平均温度的试验与模拟值的最大相对误差为6.29%。该模型可正确预测轧辊表面的平均温度,作为镁合金板材轧制模型的一部分,利于轧制过程中轧辊的“等温”控制,实现“镁合金板材的等温轧制”控制。     

液压挖掘机工作机构尺寸对挖掘力发挥的影响

提出一种改变工作机构尺寸对液压挖掘机挖掘力发挥影响的研究方法。针对挖掘作业中的斗杆挖掘和铲斗挖掘工况,选取机重相近的挖掘机的工作机构尺寸进行动臂、斗杆和铲斗影响下的挖掘力分析,应用仿真软件获得各液压缸挖掘力并绘制相应的挖掘力曲线。以相近吨位的某挖掘机为例,验证了工作机构各尺寸对于挖掘力发挥的影响规律。研究结果表明:建立挖掘力计算模型,对比各组挖掘力变化趋势,在斗杆挖掘中,随斗杆尺寸变化,斗杆最大挖掘力变化率达10%;铲斗挖掘中,随铲斗尺寸变化,铲斗最大挖掘力变化率达12%。此分析方法对于工作机构的设计具有重要意义。