通道夹角对连续ECAP大应变技术的影响

采用有限元软件Deform-3D模拟了连轧驱动等通道转角大应变技术,研究了工件的大 ;应变过程,重点分析了模具通道夹角(分别为95°、97.5°、100°、102.5°和105°)对工件有效应变、轧制驱动轮扭矩以及大应变技术能量消耗的影响.结果表明:随着通道夹角增加,应变呈下降趋势,应变突变幅度减小,平稳性提高 ;各轧制轮上的扭矩减小,主动轮所占总扭矩之比减小,扭矩分配更合理 ;当通道夹角为100°时,工件的底部镦粗现象减小,有效应变值也达到所需值,能耗达到最小值.     

轧制工艺参数对ZK60镁合金组织和拉伸性能的影响

在不同变形温度(275~350℃)和应变速率(5~25s~(-1))下,采用单道次大变形量(80%)轧制ZK60镁合金,研究了变形温度和应变速率对合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:随着变形温度的升高和应变速率的增大,合金的再结晶体积分数增加;当变形温度不高于300℃时,随着应变速率的增大,再结晶晶粒尺寸先减小后增大,抗拉强度先增后降,伸长率增大;而当温度高于300℃时,再结晶晶粒尺寸先增大后减小再增大,抗拉强度先降低后增大再降低,伸长率增大;在温度300℃,应变速率10s~(-1)下轧制后,所得ZK60镁合金板的拉伸性能最好,抗拉强度和伸长率分别为358 MPa,21.5%。     

铝合金热轧过程塑性变形分析

根据弹塑性热力耦合大变形有限元理论,获得热轧过程中的数值仿真模型,分析轧制过程中轧件单道次轧制的变形规律以及平均应变率、摩擦因数等参数对轧制变形的影响。计算结果表明,轧件的应变在轧制过程中逐渐增大,并且在轧件表面的应变要大于其中心应变;轧件表面在轧制入口处应变率最大,轧件中心最大应变率发生在接触区约1/3处;轧件表面应变受摩擦因数的影响较大,轧件中心处应变及整体应变率受摩擦因数影响较小。     

板宽对轧辊受力分布的影响规律

轧辊受力分布的形态直接影响轧辊的弹性变形和轧件的出口板凸度.基于影响函数法,对轧机辊系受力和轧辊弹性变形进行计算分析,研究了轧制过程中板宽对轧制压力、辊间压力横向分布的影响.分析表明,边部轧制压力先随着板宽的增大而增大,达到某极值点后又逐渐减小;而随着板宽的增大辊间平均压力增大,压力分布变得不均并向轧辊端部集中;这些规律为不同板宽轧件的轧制规程安排、轧辊磨损的计算分析以及轧件出口板凸度的计算模型与控制提供了基础.     

不同摩擦系数对地铁列车曲线碰撞的影响

为分析不同摩擦系数对地铁列车曲线碰撞的影响,以某4节编组地铁列车为研究对象,建立其有限元模型。设计了动摩擦系数在0.05～0.5之间变化的6种碰撞工况,从碰撞能量转化、车辆点头姿态和车轮抬升量等方面,对地铁列车碰撞结果进行了详细的对比分析。研究结果表明,随着摩擦系数的提高,轮轨间滑移能逐渐增大,车体结构变形吸收的总内能变化不大,而防爬吸能装置和头车前端结构吸收的能量逐渐减少;碰撞能量转化、车辆点头姿态和车轮抬升量等增大或减小的趋势随摩擦系数的提高而逐渐变缓。     

冷轧润滑过程中的轧制界面热效应研究

通常对冷轧过程的润滑进行分析时,不考虑热效应。但实际生产和实践中发现,当速度较大或者轧制变形量比较大时界面热效应不可忽略。采用综合考虑冷轧润滑过程中轧件表面热量的产生和传导关系,推导出轧件以及润滑膜的温升计算模型,并通过二辊轧制纯铝板的实验来进行验证和说明。结果表明:冷轧润滑过程中,轧件的温升随着轧制速度和压下率的增大而增大,压下率对轧件温升的影响大于轧制速度的影响;对轧件温升起主要作用的是塑性变形热,在轧制变形区内轧件的温度随着变形的增大而增大,并且在最大变形处附近轧件的温度达到最大;润滑膜的温升主要受到轧件表面温升的影响,润滑膜温度随着轧制压下率的增大而升高,当轧制压下率和轧制速度较小时,润滑膜的温度变化不是很明显。     

摩擦系数对微车高强度螺栓联接性能的影响研究

针对目前大多汽车厂商没有控制螺栓的摩擦系数,联接可靠性差的问题,通过对控制摩擦系数前后的微车常用的电镀锌高强度螺栓进行拧紧实验和不同摩擦系数的螺栓进行横向振动实验,并从控制扭矩系数稳定性、扭矩转化率、防松脱等方面分析了摩擦系数对螺栓联接性能的影响。结果表明:随着摩擦系数的散差减小,扭矩系数的散差减小;随着摩擦系数的增大,螺栓的防松性能越好,但是扭矩转化率越低。控制螺栓的摩擦系数能控制扭矩系数的稳定性,提高摩擦防松的稳定性。     

新型等通道转角模具挤压AZ91D镁合金的数值模拟

设计了一种新型的等通道转角挤压模具外形并推导出了在该模具中变形工件上分布的等效应变的理论公式.基于该公式,采用3D有限元分析技术,分析了平值的变化对工件变形的应变分布和挤压所需的最大载荷的影响.模拟的平均等效应变值和理论值非常吻合,ψ=40°时,工件上的等效应变分布最为均匀;ψ的增大将导致最大载荷的逐渐减小,且下降的幅度越来越小.     

切削速度对高硬合金高速切削工件温度和系统势能的影响

为了能够更加深入分析加工难度大的材料特性,利用分子动力学方法来分析高速切削深度对高硬合金切削参数影响。研究结果表明:在刀具的前部与下部形成了更多的工件晶格变形区,而经过加工后的表面形成了更少能够实现保持弹性恢复的工件原子。随着切削速率的提高,平均切削力也显著增大,当切削速率增大后,平均摩擦系数表现为先增大后降低,工件达到了更高的平均温度,系统达到了更大的势能。     

基于ABAQUS的TC4合金切削变形区有限元仿真

在不同的切削速度和平面应力应变厚度下,对工件切削变形区的温度和切削力进行了研究。基于弹塑性有限元理论建立TC4合金的二维有限元模型,运用ABAQUS有限元分析软件对TC4合金进行了弹塑性仿真分析。通过分析工件切削变形区的温度变化云图和切削力变化曲线可知:切削速度的变化对工件切削变形区的温度影响较大,平面应力应变厚度影响较小,切削力随着平面应力应变厚度的增加而变大。     

Finite element modeling of counter-roller spinning for large-sized aluminum alloy cylindrical parts

Counter-roller spinning (CRS), where the mandrel is replaced by rollers, is an effective means of manufacturing large-sized, thin-walled, cylindrical parts with more than 2500 mm diameter. CRS is very complex because of multi-axis rotation, multi-local loading along the circumference, and radial-axial compound deformation. Analytical or experimental methods cannot fully understand CRS. Meanwhile, numerical simulation is an adequate approach to investigate CRS with comprehensive understanding and a low cost. Thus, a finite element (FE) model of CRS was developed with the FORGE code via meshing technology, material modeling, determining the friction condition, and so on. The local fine mesh moving with the roller is one of highlights of the model. The developed 3D-FE model was validated through a CRS experiment by using a tubular blank with a 720 mm outer diameter. The developed 3D-FE model of CRS can provide a basis for parameter optimization, process control, die design, and so on. The data on force and energy predicted by the 3D-FE model can offer reasonable suggestions for determining the main mechanical parameters of CRS machines and selecting the motors. With the predicted data, an all-electric servo-drive system/machine with distributed power was designed in this work for CRS with four pairs of rollers to manufacture a large-sized, thin-walled, cylindrical part with 6000 mm diameter.     

基于ANSYS的四列圆柱滚子轴承接触应力和刚度分析

对四列圆柱滚子轴承的接触应力、变形以及径向刚度进行了研究.建立了四列圆柱滚子轴承的有限元三维模型,基于ANSYS和Hertz接触理论,阐述了建模过程中的关键步骤,结合短应力线轧机的应用实例,计算了轴承滚子、内圈的接触应力与变形分布,直观表达了交错排列滚子之间的应力分布情况,计算结果和Hertz理论值相比较,具有较好的一致性.通过计算不同载荷下的轴承变形（轴承内孔轴线的相对位移）,获得了轴承刚度随径向载荷变化的规律.     

ITER PF导体缩径成形工艺研究

针对超导极向场(Poloidal field, PF)超导导体外方内圆的结构特点,以ABAQUS软件分析为手段,采用四辊轮缩径成形工艺对导体缩径成形进行研究。对缩径成形原理、变形区金属的流动规律和横截面受力情况进行理论分析,设计四道次成形工序,并通过拉伸试验获得导体材料316L不锈钢的应力应变曲线。数值模拟结果表明导体缩径过程中应力应变分布不均匀,最大应力出现在接触位置后端,应变集中在四个圆角部位,符合金属流动最小阻力定律。在分析软件中测量变形后导体的截面尺寸,在规定的使用范围之内。在自主设计的成形机上进行试验,取5个不同截面测量尺寸并取平均值,所得结果与模拟结果相近,符合导体尺寸要求,验证了该成形方案的可行性。     

基于ANSYS的辊压机辊轴有限元分析

应用Pro/E 3.0建立辊轴的三维模型,并应用ANSYS建立有限元模型,求得辊轴在工作条件下的压力分布,变形状态。结果显示了辊轴在稳定工作状态下的应力应变状态。     

Promoting contact strength of steel by rolling

The article deals with findings of experimental research on the running-in process of steel pieces with rollers that harden the contact strength. The hardening effectiveness of steel pieces physically simulates the bearing strain process, the physical and mechanical properties of the surface layer and its microstructure, and the diffusion of chemical elements by surface deformation using the chemical microanalyzer. The method and technology of running-in steel pieces of complex profile with the wedge roller and the device for the process implementation are developed. The findings are demonstrated for the adaptation of novel technology to production.     

不锈钢复合板冷轧过程有限元模拟

研究了双金属复合板中不锈钢复合板的冷轧生产工艺,并用大型有限元软件ANSYS模拟了不锈钢复合板的冷轧过程。建立了包括上下辊、轧件在内的二维模型,采取适当的加载和约束条件,对不锈钢复合板的冷轧做了模拟,最后得出了不同压下条件下,轧制变形区域内应力应变分布情况。并分析出不锈钢复合板首道次的压下条件,这与冷轧带钢厂不锈钢复合板实际的生产工艺条件是一致的。     

基于影响函数法的轧制压力横向分布规律分析

轧制压力横向分布直接影响轧辊的弹性变形和轧件的出口厚度分布。文中基于影响函数矩阵法,对轧机辊系受力和弹性变形进行计算分析,研究轧制过程中弯辊力和压下率对轧制力横向分布的影响,揭示轧制压力横向分布系数与弯辊力呈近似线性增长、与压下率呈近似线性减小的规律。分析表明,通过调节弯辊力或在轧制规程中改变压下率设定,可改变轧制压力的分布。为轧制压力横向分布函数的在线快速计算和板凸度控制模型的建立提供基础。     

Effect of hardness difference on the surface durability and surface failure of steel rollers

Experiments with pairs of rollers of different hardnesses designed to assess the effect of hardness difference on surface durability and surface failure are described. Sliding-rolling contact fatigue tests were performed with combinations of thermally refined, through-hardened and induction-hardened 0.45% C steel rollers. The mode of failure is discussed in relation to the hardness difference between the rollers and the presence of residual stresses. The effect of hardness on the modulus of elasticity was also examined. An empirical equation was devised to describe the relationship between the rolling contact fatigue limit under hertzian stress and the surface hardness.     

四辊行星轧机(KRM)轧制空间关键几何参数的研究

四辊行星轧机(KRM)是继三辊行星轧机(PSW)之后出现的新型行星斜轧机,这是轧管技术的一个新进展,有着很大的发展潜力。文中在三辊行星轧机研究的基础上运用解析法,首次推导出了与四辊行星轧机轧制空间相关的关键几何参数,并给出了四辊行星轧机孔型曲面设计和轧辊间干涉检验的方法,为进一步研究四辊行星轧机轧辊设计理论及工程应用等方面提供了依据。     

热卷箱设备中中间坯弯曲变形分析

中间坯的三辊滚弯的控制是热卷箱的关键功能控制。分析中间坯弯曲时的应力、应变，阐述弯曲辊的控制方式。