电梯导轨立式压力矫直关键技术研究

为解决在垂直方向上具有非对称性的电梯导轨的弯曲变形矫直问题,提出确定电梯导轨立式矫直的反向弯曲曲率和矫直下压量的理论模型,给出明确的矫直曲率方程和矫直行程公式.从电梯导轨生产工艺流程出发分析电梯导轨弯曲变形原因,并基于弯曲变形测量数据拟合出电梯导轨垂直方向弯曲变形的原始弯曲曲线,利用线性弹塑性理论分析了导轨立式压力矫直的反向弯曲曲率与原始弯曲曲率间的关系,给出具体的导轨压力矫直曲率方程,可便捷得到矫直一定原始曲率的矫直反弯曲率.为便于实际电梯导轨矫直的操作,利用所得的反弯曲率进一步推导出矫直行程的表达式,可直接用于计算矫直一定原始弯曲的矫直行程.利用该方法,对T90/B电梯导轨进行求解,给出其初始弯曲曲率与反弯曲率、矫直下压量的关系曲线,并对其进行有限元验证,结果显示,计算矫直行程和矫直曲率的方法有效可行.     

基于弹塑性理论的T型导轨校直模型研究

为校正T型导轨的弯曲变形,提出基于弹塑性力学理论的T型导轨反弯校直的数学模型.模型中分析了T型导轨校直过程中的压点与支点的布置、校直弯矩、反弯曲率、校直下压量等关键参数,推导了T型导轨校直过程中反弯曲率与原始曲率间的关系式.为便于T型导轨校直实施,进一步给出了T型导轨校直下压量的计算公式.并以特定尺寸的T型导轨为例进行了分析,给出了反弯曲率与原始曲率间的关系曲线及校直行程与原始变形间的关系曲线,将模型计算结果与有限元结果进行比较,验证了本模型的可行性.     

微细铝丝辊式连续矫直工艺参数的优化

为了降低矫直机在连续矫直时对微细铝丝材料的损害.文中根据矫直原理,通过分析原始曲率、反弯曲率及残留曲率对铝丝矫直的影响,利用辊式矫直的工艺参数设计了微细铝丝矫直机构.实验结果表明:在辊式矫直中采取辊数为9,辊径为15mm,辊距为17mm时,微细铝丝的矫直截面直径为0.35mm的精度可以满足≤5mm/20cm.     

改变辊速消除平行辊矫直机负转矩的可行性探讨

通过计算板材反弯曲率、弹复曲率及矫直后的残余曲率,确定了矫直过程中板材经过各辊处的速度变化量,验证了各辊间存在负转矩的现象,进而探讨了通过改变辊速消除平行矫直机负转矩的可行性,得出了相应的结论.     

基于曲率积分的双金属复合板辊式矫直过程解析

分析双金属复合板矫直过程的截面弯曲特性,建立双金属复合板任意加卸载时的弯矩-曲率关系.对矫直过程的板材进行划分,弹性矫直区间段根据弹性加载的弯矩-曲率关系积分求解曲率变化量积分值,弹塑性矫直区间段按曲率差值等分离散后求解曲率变化量积分值,建立双金属复合板曲率积分解析模型.解析了钢-铝复合板辊式矫直过程,与单一材料板材的矫直过程进行对比.结果表明,钢-铝复合板在矫直过程中会出现中性层偏移.矫后钢-铝复合板基层残余应力较小而覆层发生反向屈服.反向屈服会削弱复合板的回弹,且具有累积效应.     

斜辊凸凹式二辊矫直机矫直精度分析

本文在充分考虑二辊矫直机生产工艺特点的基础上,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。对于一定的矫直方案,提出了矫直精度计算方法。提出了二辊矫直机调角方法,并对二辊矫直机角度参数进行了相应的模拟与计算,理论与实验比较一致,具有进一步的应用推广价值。     

大型直缝焊管压力矫直载荷修正系数优化

依据多次三点弯曲压力矫直控制策略,分别给出了基于最小二乘曲线拟合原理和基于弯曲变形能相等原理的最优载荷修正系数的确定方法．由有限元仿真结果可知,前者计算出的最优载荷修正系数偏大,这是由于忽略了当加载弯矩大于理论矫直弯矩时对管件的影响远大于加载弯矩未达到理论矫直弯矩时的影响,而包含该因素影响的基于弯曲变形能相等原理计算出的最优载荷系数则比较适用．不同几何尺寸、不同初始挠度分布、不同矫直次数的小尺寸管坯矫直的物理模拟实验结果验证了基于弯曲变形能相等原理计算最优载荷修正系数的可行性与可靠性,可将初始直线度为4‰～10‰的管件矫正到1．1‰以内．这为多次三点弯曲压力矫直控制策略提供了便捷途径,也为自动化和智能化矫直奠定了基础．     

十五辊组合矫直机矫直模型研究

用几何分析和数值模拟相结合的方法,研究了中板采用十五辊组合矫直机矫直过程中的变形演化状况.研究结果表明,板材在十五辊组合矫直机矫直过程中弯曲变形和曲率演化有别于普通矫直机, 可以得到更高的薄板矫直精度.平行矫直技术和张力矫直技术是与组合矫直机辊系相适应的技术,它可以提高矫直的精度,同时消除负扭矩对矫直辊的影响,从而提高了矫直机的矫直材料强度能力范围.同时,提出一种矫直过程计算方法,采用这种方法所得计算值与模拟值、实测值基本一致.     

T型导轨二维压弯回弹解析与试验

针对T型导轨压弯校正工艺中回弹量难以准确获得的问题展开讨论.考虑到T型导轨水平方向为对称截面而垂直方向为非对称截面,不同方向上的压弯回弹规律有较大的差异性与复杂性,利用线性强化弹塑性理论分析了T型导轨水平与垂直二个维度上的压弯回弹特性,得出各维度上的回弹曲率与压弯曲率、回弹量与压弯量间的解析表达式,以此为基础可方便得出一定压弯量下的回弹量.在电子万能试验机上进行T型导轨的二维压弯试验,通过比较一定压弯量下的解析回弹量与试验回弹量,结果表明,两者间的最小相对误差侧面为1.35%、顶面为1.97%,回弹解析具有较高的精度,但相对误差随压弯量的增大而有所增大,误差增大的原因与回弹解析过程中的弹塑性力学假设有关.     

基于SMW工法的基坑围护结构安全性分析

目的分析基于SMW工法的基坑围护结构的安全性,控制围护墙体变形不致超出墙体承载能力范围.方法根据深基坑工程中常规监测所得的围护墙体测斜变形曲线,首先,通过多项式拟合的测斜曲线方程求解变形曲率,再将其带入材料力学纯弯曲梁弯矩计算公式求得型钢弯矩.其次,根据型钢材料与型号,计算型钢最大容许弯矩.最后利用反算得到的弯矩值与型钢设计容许弯矩值相比较.结果得到型钢抗弯曲承载力的发挥程度,从而判断SMW工法基坑围护结构的强度安全状态.结论该方法应用简便,能够使工程管理者及时了解基坑围护结构内力的发展情况,以便于为提前采取有效措施,避免工程事故的发生,提供有效帮助.     

横观各向同性煤等温吸附变形试验研究

为了探明不同层理方向煤吸附瓦斯变形机理,以亭南煤矿4~#煤层煤样为研究对象,利用多功能煤吸附/解吸瓦斯参数测定试验装置,开展了以CH_4和He为吸附质的等温(30℃)吸附试验,并基于试验结果对气体压缩煤体变形方程、纯吸附变形方程、横观各向同性煤吸附变形方程进行了讨论分析.结果表明:煤吸附CH_4时垂直层理和平行层理方向表现为膨胀变形,吸附He时垂直层理和平行层理方向表现为收缩变形,煤吸附过程中平行层理方向和垂直层理方向变形存在各向异性;气体压缩、表面张力变化(纯吸附)及二者共同作用下煤体变形的各向异性与吸附压力大小和吸附质无关,与煤的自身性质有关;横观各向同性煤吸附变形方程理论计算结果和试验结果在平行层理方向平均相对误差为7.08%,垂直层理方向平均相对误差为14.63%.横观各向同性煤吸附变形方程可以表述吸附平衡压力与吸附变形的关系,也可体现出垂直层理和平行层理方向煤体吸附变形的差异性.     

大型直缝焊管多次三点弯曲压力矫直控制策略

为了减少大型直缝焊管的直线度误差,提出了一种针对大型管件多次三点弯曲压力矫直工艺的定量控制策略．首先,基于所建立的平面弯曲弹复理论及过弯矫直等价原理,给出了基于管件初始挠度曲线分布的理论矫直弯矩,并揭示了多次压力矫直工艺的矫直机理:以锯齿形折线分布弯矩逼近理论矫直弯矩光滑曲线．基于此,提出了多次压力矫直控制策略,依据该策略只需一次性测量管件初始挠度分布,即可给出多次三点弯曲压力矫直所需的工艺参数．其次,为提高矫直效率且保证矫直精度,提出了载荷修正系数的概念．实验结果表明:当矫直次数一定时,随着修正系数的增加,管件的残余挠度减小;而随着矫直次数的增加,将管件矫直所需的修正系数逐渐减小．以小尺寸管件的物理模拟试验验证了多次压力矫直控制策略的可行性、可靠性,这为大型管件矫直过程的自动化、智能化提供了理论依据．     

考虑预紧力和接触角变化的直线滚动导轨副刚度建模与分析

为了求得任意外载荷对滚珠直线导轨副各个方向的变形量的影响,运用齐次变换矩阵建立了滚珠直线导轨副的接触刚度模型.该模型分析了滚珠直线导轨副在预紧力和接触角变化的情况下,不同列滚珠受载的弹性变形量的大小,分别得到了一定载荷下滚动导轨副沿垂直方向和水平横向上的变形量和绕3个正交轴旋转的偏转角.进而,得到滚动导轨副的垂直、水平横向2个方向上的线性刚度和3个方向的扭转刚度.对所建模型进行了仿真计算与分析,并与实际情况对比,找到了直线滚动导轨预紧力和接触角对其刚度的影响规律.     

关于黎曼空间中子流形的“弯曲”

对黎曼空间中的子流形可以定义一种几何量,我们称之为“弯曲”.文中给出了“弯曲”的几何意义,并指出它是曲线的曲率和超曲面的法曲率的联合推广.文章从局部和整体两方面,考察了“弯曲“对于子流形的几何性质的刻画.     

形状记忆合金混杂复合材料弯曲变形的研究

为精确地预报形状记忆合金混杂复合材料的弯曲变形量及在不改变构件刚度的条件下增大其弯曲变形量,对该材料悬臂梁的弯曲变形进行了研究．采用板状形状记忆合金增大形状记忆合金的体积分数;通过测试形状记忆合金关键温度点上的回复应力与弹性模量,确定形状记忆合金本构方程中的有关变量,解本构方程获得各个温度下的回复应力与弹性模量．采用有限元方法进行计算,获得了悬臂梁弯曲变形的温度响应曲线．测试实验验证了计算的正确性．     

逆算单元长度法计算单轴失稳时钢压杆的临界力

在残余应力、初始偏心及横向力系等综合因素的影响下,求钢压杆在单轴失稳时临界力的精确解是一件比较费事的工作,主要问题在于如何精确地确定一定压力作用下杆件横截面上弯矩与曲率的关系。对于这个问题,有的文献建议把弯矩与曲率的关系用较接近的函数式表示;也有的文献建议用计算机储存的方法。在前一种方法中,由于没有考虑到残余应力作用下,弯矩与曲率的关系不完全是规则的反弯曲线,特别对于T形截面,在压力较大时弯矩与曲率的关系比较复杂,因而所建议的近似函数对于T形截面必引起一定的误差;在后一种方法中,需进行大量的储存,通常还要插值,也难免不够精确。本文在切线刚度理论的基础上,导出压力不变时计算截面变形的方法和算式,从而确定压力—弯矩—曲率的关系,并根据所算出的变形逆算柱的单元长度,即可同时求出临界力的精确解。本文按上述方法绘出120根轴心受压的柱子曲线,180根偏心受压的柱子曲线和一组横向力作用下的柱子曲线,并绘出一组T形和工形截面的压力—弯矩—曲率曲线。计算表明,按以上方法所耗机时较少,结果准确,源程序适用于各种截面形状、各种残余应力、各种偏心率以及各种初始弯曲的计算。     

板带矫直机压下量的计算方法及其对矫直质量的影响

针对某辊式板带矫直机的结构特点,采用大变形法则确定了压下量,并利用曲线拟合方法,模拟矫直时带钢的变形曲线,确定了压下量与反弯挠度的关系。结果表明,利用该方法可方便地预测压下规程的矫直效果。     

双模量圆板弯曲变形的计算分析

双模量圆板在载荷作用下,会形成各向同性的拉伸区和压缩区,把双模量圆板看成两种各向同性材料组成的层合板,采用弹性理论建立了双模量圆板在外载荷作用下的静力平衡方程,利用静力平衡方程确定了双模量圆板的中性面位置,推导出了双模量圆板的弯曲变形微分方程.对该弯曲变形微分方程积分,即可得到双模量圆板的挠度方程和内力方程.同时,还通过算例讨论分析了双模量对圆板弯曲变形的影响,得到了拉压弹性模量相差较大的圆板弯曲变形,其挠度和弯矩的计算不宜采用相同弹性模量的经典弹性理论,而应该采用双模量薄板弹性理论的结论.     

曲线桥抗震精细传递矩阵法

根据曲线梁桥在竖直方向的弯扭耦合和水平方向的弯曲、轴向变形,导出了曲线梁单元竖直方向和水平方向的精细传递矩阵,给出了用精细传递矩阵法计算曲线梁桥竖直方向和水平方向的振动频率、振型、地震内力和变形的计算公式和步骤,并运用精细传递矩阵法对单跨简支桥进行了地震反应分析.算例表明,本方法简单、具有较高精度和效率.     

横梁淬火工艺研究

为满足用户技术要求,我公司对其立式车床的横梁进行中频表面淬火（横梁结构图见图1）。由于该横梁结构复杂,整体薄厚不均,导轨面超宽,横梁导轨相对面有凹陷处,d导轨面一侧与底面无垂直立筋相连,淬火后变形大,无法校直,将直接造成废品。根据以往经验,该横梁中频淬火后导轨变形方向将为中间下凹3 mm左右,而中频表面淬火淬硬层深为3 mm,若不采取措施导轨面两端淬硬层将被磨掉。如何减少导轨淬火变形是至关重要的问题。对此,提出了具体的建议和措施：