百米重轨热预弯冷却后复合矫直残余应力的研究

热预弯冷却和复合矫直是百米重轨生产过程中最后两道连续变形的工艺环节,最终决定成品重轨的残余应力。采用ANSYS软件隐显转换的方法将热预弯冷却后的重轨模型导入复合矫直系统中,再利用LS-DYNA软件对重轨复合矫直过程进行动力学仿真,得到了重轨残余应力变化规律和分布状态。对轧后重轨残余应力的产生进行了更精确地系统地研究,这加深了对重轨残余应力产生机理的认知。     

钢种、轨型及生产工艺对钢轨矫后残余应力的影响

研究了不同钢种（U74、U71Mn、BnbRE）、不同轨型（50kg/m、60kg/m、75kg/m）及在不同生产工艺下，钢轨矫后残余应力值的变化。结果表明，不同钢种生产的同轨型钢轨，矫后钢轨轨底中心部位残余应力值随着钢轨强度级别的增加而增加，同钢种、不同轨型的钢轨矫后轨底中心残余应值随着钢轨单位长度质量的增加而增加，同钢种、同轨型的钢轨随着矫直力的增加，钢轨矫后轨底中心残余应力值也增加。而钢轨终轧温度的高低，矫前原始弯曲度的大小（Y轴方向）在现有生产工艺条件下，对钢轨矫后轨底中心残余应力值无明显影响。     

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.     

二辊矫直对棒材残余应力的影响

为了研究棒材矫直过程中等效应力的变化过程以及矫直对残余应力的影响,通过数值模拟软件Abaqus分析了矫直过程中等效应力的演变过程。同时分析了辊缝、倾斜角度、矫直速度、材料屈服强度以及挡板间距对残余应力的影响,最终给出了辊缝及角度的取值原则。结果表明,辊缝及矫直辊倾斜角度对矫后棒材芯部残余应力影响较大,辊缝越小、角度越小,矫后棒材残余应力越大,反之越小;矫直速度对矫后棒材残余应力影响不大;材料屈服强度越高,矫后残余应力越大,反之越小;挡板间距越小,矫后棒材芯部残余应力越大,表层残余应力越小。     

宽厚板热矫直和冷却过程的三维有限元模拟

借助于商用非线性分析软件MSC．SuperForm,用弹塑性有限元法建立宽厚板热矫直与冷却过程的三维热力耦合复合模型,并对该过程进行模拟仿真,得到了钢板热矫和冷却之后的残余应力分布。分析了热矫直和冷却过程两者共同作用对钢板残余应力的影响。分析表明,热矫直后的钢板经冷却到常温状态,残余应力不仅在数值上增大,且分布规律也与热矫后有很大的差别。因此相对热矫直过程,冷却过程对残余应力的影响较大;沿板宽方向温度梯度大的地方,残余应力的分布波动有较大变化,梯度越大残余应力的值越大。     

厚板不充分变形矫直工艺方案研究

由于受到矫直机矫直能力的限制,变形抗力较高的厚板难以一次矫直。文章提出了不充分变形多道次矫直方案,可有效地改善板形;该方案采用小于弹性弯曲弹复曲率极限Ct的反弯曲率Cw,矫后残余曲率与原始分布相同,但数值上小于原始曲率,这样既可降低矫直力,又可满足矫直要求,从而扩大了可矫轧件变形抗力范围1/4~1/3。     

辊式水平矫直60kg/m重轨断面应力应变分析

采用ANSYS/LS-DYNA软件模拟八辊复合矫直机水平矫直60kg/m重轨过程。重轨矫直过程中,纵向应力在轨头处最大,轨底处次之,轨腰中性轴处最小。轨头、轨底和轨腰处单元高度方向应力的变化规律与纵向应力一致。轨头和轨底高度方向应力不仅表现为压应力,还表现为拉应力;轨腰高度方向压应力最大,但没有达到屈服应力值。轨头和轨底处单元等效塑性应变均很小,其值分别为0.0548和0.0296;轨腰中性轴处单元等效塑性应变值为零。     

G105级钢调质钻杆矫直残余应力的计算机模拟

采用ANSYS/LS-DYNA有限元模拟软件对G105级钢调质钻杆六辊矫直过程进行了数值模拟,分析了矫直过程中钢管的应力应变情况及矫直后的残余应力分布状态.结果表明,经矫直后的钢管存在很大残余应力,且残余应力呈螺旋形分布,钢管内表面轴向和切向应力为压应力,外表面为拉应力,且切向应力数值较大.     

大直径棒材二辊矫直安装角对工艺参数的影响

二辊矫直机在辊形曲线确定后,通常通过调整矫直辊的安装角度来实现不同直径棒材的矫直。针对矫直辊的安装角度调整原则问题,运用大型非线性有限元软件ABAQUS建立二辊矫直的弹塑性有限元模型,模拟了大直径棒材二辊矫直过程,比较分析了在不同矫直辊安装角度的情况下,棒材矫后的直线偏差、残余应力、等效塑性应变以及矫直过程中的矫直力,综合得出了矫直辊安装角度的调整原则。根据获得的调整原则进行了实际实验验证,实验结果与有限元分析结论相吻合。     

无缝钢管的矫直残余应力与压下量和温度的关系研究

采用MSC．MARC有限元软件模拟分析无缝钢管的矫直过程。研究了在满足无缝钢管直线度要求的情况下,管体残余应力与矫直压下量和矫直温度之间的关系。无缝钢管矫直过程的模拟分析和实验测试表明,无缝钢管的弹性模量（或钢级）越高,其矫直残余应力越大;适当提高矫直温度,可降低矫直残余应力,提高无缝钢管的机械性能。     

超细管材矫直机设计及矫直动态仿真分析

为了满足市场对高精度超细管材的需求,以现有的十辊矫直机为基础,通过研究十辊矫直机的矫直原理,设计了一种新型的超细管材矫直机。介绍了超细管材矫直机的主要技术要求、矫直系统的构成,分析了各个主要部件的结构特点及创新。同时,利用有限元软件Abaqus建立了超细管材矫直机的有限元模型,并对超细管材的矫直过程进行了动态仿真研究。根据设计要求,分析了超细管材矫直后的椭圆度、直线度和残余应力,证明了超细管材矫直机设计的合理性。     

连续矫直在薄板坯连铸中的应用及其矫直力计算

本文分析了连续矫直的理论机理以及其在薄板坯连铸中的应用,计算了薄板坯连续矫直的矫直力,并与SMS/DEMAG公司的计算结果作了比较,说明本文分析、计算结果是正确的,为类似设备的设计、计算提供了参考.     

辊式矫直过程中辊间张力对矫直力的影响

辊式矫直是改善板型、消除残余应力、获得合格金属板带材的重要工艺环节.但是辊式矫直机矫直过程中有关辊间张力的研究较少,使得辊间张力对矫直力能参数的影响不被人了解.通过对辊式矫直过程中施加辊间张力进行的理论分析,配合有限元模拟和实验,找出了辊间张力与矫直力之间的关系:随着辊间张力的增大,总矫直力会增大,在矫直压下量较小的情况下,辊间张力对矫直力的影响较大.研究结果对完善矫直理论和指导实际生产有一定积极的意义.     

对于矫直技术领域中一些认识新区的讨论

本文对矫直理论的新认识做了论述,重点讨论了矫直过程解析化理论,三步反弯矫直理论,正交相位矫直理论,最佳弹性芯理论,三联矫直理论,分段等曲率反弯矫直理论,弹性压扁与塑性压弯平衡矫直理论,滚压与反弯合成矫直理论,断面大小对矫直影响理论等。     

钢轨复合矫直技术的应用

为了满足铁路发展对高平直度钢轨的需求,攀钢采用了复合矫直技术。研究及实际应用表明,复合矫直后钢轨端部及中央平直度合格率提高,轨高变化更均匀,钢轨残余应力降低,钢轨使用寿命提高。     

二辊矫直过程工艺参数研究

应用非线性有限元分析技术,利用ANSYS/LS-DYNA软件动态模拟二辊矫直过程,分析了工艺参数对矫直力和导板力的影响;结合弹塑性矫直理论建立了二辊矫直受力模型;推导出了矫直力的计算公式,计算出的矫直力与实际生产相吻合,可为新型二辊矫直设备的开发和旧设备的改造提供理论依据。     

轴类零件压力矫直过程的数学模型与行程计算

针对现有压力矫直行程计算方法所存在的不足,提出了一种更为合理易用的基于矫直过程模型的行程计算方法.在弹塑性力学的理论基础上,假定材料为理想弹塑性应力应变模型,推导建立了轴类零件矫直过程的数学模型,并阐述了其在矫直行程计算上的应用.针对具体实例,进行了有限元分析和实验研究,证实了理论模型的正确性和计算方法的精确性.     

钢轨矫直压力的有限元计算

借助MSC.M arc有限元软件建立了PD3 60 kg/m钢轨矫直过程的三维弹塑性分析模型,计算出了矫直压力,计算结果与现场实测结果误差在10.9%以内,两者吻合较好。     

薄壁管材矫直机理分析

根据弹塑性力学,对薄壁管材的弯曲机理进行了研究,建立了当管材的塑性变形深度系数大于管材径厚比即[ζ＞a]时,管材弯曲变形与弯矩之间的数学模型,然后利用MATLAB绘出了管材的[M－ζ]函数曲线,为管材矫直中工艺参数的查找提供了方便。     

矫直零件中心线方程的分析

以条材类零件受到集中力作用产生的弯曲中心线为研究对象，通过拟合、插值等方法，分析得出一种方便、快捷描述弯曲中心线的曲线方程。可方便、快速获得校直曲率与曲率变化梯度参量。