环件轧制过程中宽展的研究

本文讨论了流函数的特性,用流函数在直角坐标系下构造了满足移态轧制条件的三维速度场,考虑芯辊轴承摩擦功率,根据变分原理采用直接寻找待定系数的手段,较为精确地分析了环件的宽展及测表面形状的变化规律,理论结果得到了实验验证.     

环件轧制中宽展变形的实验研究

本文就φ1.3m环件轧机在恒压力轧制条件下,对影响环件宽展变形的各工艺因素进行了实验研究及分析。所得结果,可用于环件轧制工艺设计,指导实际生产。     

钢轨万能轧制过程轨底宽展的理论及实验研究

为了得到钢轨万能轧制过程中轨底的精确宽展,在计算宽展时引入变形协调系数和轧件材质影响系数,确定轨底轧制前、后等效高度以及等效压下量,同时进行18 kg/m普碳钢轻轨的万能热轧实验。通过理论计算结果和实测值可知:当轨底压下率保持不变而轨腰压下率变大时,轨腰延伸系数变大,为了实现变形协调,轨底部分必须有额外的金属向纵向流动以增加轨底的延伸,因此,轨底的宽展明显变小;当水平辊转速变小时,摩擦因数变大,金属的横向流动阻力变大,轨底宽展随水平辊转速的减小而减小;引入变形协调系数修正后的轨底宽展模型计算值比修正前的模型更接近于实测值和模拟值,对钢轨万能轧制过程轧制规程制定具有一定的参考价值。     

轧制润滑对H型钢翼缘宽展的影响

轧制工艺润滑能有效减少轧制力,降低能耗,但是在H型钢轧制过程中引入工艺润滑造成了翼缘宽展不均、腹板偏心等缺陷。针对H型钢工艺润滑生产中遇到的问题,建立了H型钢万能轧制过程的有限元模型,对轧辊各部位不同摩擦分布情况进行了仿真模拟,深入研究了轧制润滑影响H型钢翼缘宽展的机理。通过分析不同工况条件下轧件变形区内的摩擦力分布、金属流动等因素,解释了翼缘宽展的机理并得到了翼缘宽展的规律。分析结果表明,对H型钢腹板进行轧制工艺润滑能有效减少轧制力、降低能耗;在其它工艺参数一定的情况下,翼缘宽展随翼缘及轧辊间的摩擦系数增大而减小,且基本上呈线性关系;在翼缘的二个表面中对内侧的摩擦系数更为敏感。现场工艺润滑方案设计时应充分考虑宽展对润滑轧辊不同位置时的敏感性差异。     

万能孔型中带张力轧制H型钢的研究

本文对万能孔型中带张力轧制H型钢进行了理论分析和实验研究,理论分析采用刚塑性有限元中的可压缩法;总泛函中考虑了张力功率和速度不连续面上的剪切功率;迭代求解时采用黄金分割法沿牛顿方向上进行一维搜索,加快了计算的收敛速度,理论计算得到的宽展,前滑、平均单位压力、轧制力矩等参数均与实验结果符合较好。     

轧制过程中不均匀变形分佈和温度分佈的数值解模型

本文基于“流动近似理论”,用差分法综合求解金属塑性变形粘性流动的力平衡方程、质量守恒及热平衡方程,从而得出轧制过程中金属各点不均匀变形、各点温度分佈的数值解预报模型。由于差分法计算时间大大小于有限元法的计算时间,因此提供了求解在线控制模型的可能性。     

一阶常微分方程数值解中四种算法的实例比较

常用的求解一阶常微分方程初值问题的单步方法有:Euler法、梯形法、Taylor级数法、Rungue-Kutta法.本文借助VC软件,用四种方法求一个实例方程的数值解,通过比较求解结果来分析验证四种解法的误差精度.     

Banach空间中随机种群方程的数值解

运用显式Euler数值方法研究随机种群系统的数值计算问题,给出了其数值解收敛于解析解的充分条件.     

MEMS中一类非线性抛物型动力学方程的数值解

通过研究MEMS中薄膜偏转模型的数值解,观察电压大小变化对薄膜物理状态的影响.利用有限差分方法对模型中非线性抛物型动力学方程进行数值离散,建立了关于时间及空间精确度均为2阶的有限差分格式,并用能量不等式法证明了所给差分格式的收敛性及其无条件稳定性.最后数值试验表明,在本文差分格式下计算出来的电压数值解满足薄膜对应的物理状态,验证了所构造出的差分格式对于数值模拟的有效性.因此本文所建立的差分格式对于求解电压与失稳效应之间的关系问题是切实可行的.     

工字坯在四辊孔型中轧制成H形件的变形规律

本文用模拟实验法研究了在现有型钢轧机上采用从动立辊框架组成四辊孔型轧制H型钢对,用最后一个闭口工字孔型轧出的工字坯在四辊孔型中轧制成H型钢时的腿部增长规律和腰部波浪现象。研究表明,工字坯向H型件过渡时,由于伴随着腿内侧斜度的变化而存在着强迫宽展;与腿内侧无斜度的平行腿轧制条件相比较,工字件腿部增长比H件大,并且不象H件轧制时那样为防止腰部波浪对腿和腰之间的压下系数比值有较大和较严格的要求。     

钢轨在轧制过程中的温度场

考虑高温金属的辐射散热，轧件内部的热传导，金属变形及塑性变形产生的热量，用二维有限元法求解了热思过程中，钢轧的温降和横断面上温度场，计算了表明，钢轨同一横断面上温差值达１００℃以上，计算值与实测轧件表面温度基本相符。     

切分轧制的孔型设计和实验研究

对扭转多线切分轧制的斜配孔型进行了一定的孔型设计和实验研究，较为详细地介绍了孔型设计、斜配角度、坯料选择、对比轧制实验时的结果分析、轧制原理等一系列问题。     

考虑材料塑性变形的高速道岔心轨裂纹萌生预测

根据高速铁路18号单开道岔钢轨设计廓形，考虑车轮逆向-侧向通过翼轨?心轨时轮载转移引起的冲击荷载和材料塑性变形，将心轨塑性变形结合到裂纹萌生和磨耗共存发展预测方法中，预测了心轨裂纹萌生。分析发现，心轨顶宽35~40 mm为承受轮载转移的最不利位置；该位置的表面材料在冲击荷载下发生塑性变形，其应力应变明显降低，直至在一定轮载次数下达到稳定状态，这时的最大塑性变形量为0.087 5~0.092 5 mm，延缓了疲劳裂纹的萌生；心轨疲劳损伤最大值位于轨头亚表面，顶宽35和40 mm处的裂纹萌生区域分别在心轨表面垂直向下1.2和1.5 mm、从轨顶中心水平向工作边一侧4~5 mm和1~2 mm的位置。疲劳裂纹萌生寿命分别为1.63×10⁶ t和3.97×10⁶ t。     

液体对钢轨滚动接触疲劳裂纹的作用

建立基于耦合欧拉?拉格朗日方法的液体-裂纹流固耦合数值模型,分析移动轮轨接触荷载下液体对钢轨滚动接触疲劳裂纹面之间的压力分布情况,研究了不同黏度液体对不同长度、不同角度裂纹的作用.结论发现:高黏度液体对裂纹全长均有压力,对裂纹面的压力是低黏度液体压力的4.8～5.9倍,且越靠近裂纹尖端的压力越大,算例工况下脂类对裂纹尖...     

宽带钢四辊冷连轧机边降控制辊型配置

针对某1,700,mm宽带钢四辊冷连轧机在生产过程中易出现支持辊磨损严重且不均匀,轧机板形控制能力明显不足,第1、2架轧机的弯辊力经常达到最大值,带钢的边降控制波动较大等问题,采用大型有限元软件ANSYS9.0建立了轧机辊系与轧件一体化三维有限元仿真模型,研究了不同工况、不同辊型配置下的工作辊挠曲变形、带钢金属横向流动及工作辊和支持辊间的辊间接触压力分布等,对比分析并设计了用于带钢边降控制的辊型配置新方案,投入现场连续应用后,取得了比较明显的板形控制效果,带钢比例凸度由1.20降至1.05,板形平坦度由原来的15,IU降至9～10,IU,带钢两侧边降同时达到7,μm以内的比率为92.7%.     

钢轨疲劳裂纹萌生与磨耗发展共存预测中的磨耗阈值

提出了等磨耗深度与等车轮通过次数两种不同的磨耗阈值确定方法,分析了磨耗阈值对钢轨型面、磨耗发展率、疲劳损伤、裂纹萌生位置和寿命等预测的影响。结果表明:不同的磨耗阈值下,三次插值样条曲线平滑处理磨耗型面时引起的误差可以忽略;磨耗阈值对平均磨耗发展率影响不大,但对疲劳损伤及其发展影响明显;磨耗阈值较小时,如磨耗深度h≤0.04 mm或车轮通过次数t≤3.0×104,预测的裂纹萌生位置、裂纹萌生寿命基本接近,计算效率略低;磨耗阈值较大时,相比阈值较小的结果,裂纹萌生位置有小于5.0%的偏差,裂纹萌生寿命最大有13.5%的偏差,计算效率提高50%～60%。     

基于人工神经网络的棒材连轧宽展模型的建立

采用几何模拟方法,以实验数据为基础,对现有的宽展数学模型进行比较,建立回归模型,并应用BP神经网络的方法,建立椭圆－圆孔型系统中轧件的神经网络宽展模型。其预报结果明显优于传统的宽展数学模型。     

楔横轧展宽长度对极限断面收缩率影响机理分析

为了探索楔横轧展宽长度和极限断面收缩率的关系,并进一步揭示其影响机理,做了不同展宽长度下的极限面收缩率实验,并利用有限元数值方法对典型工况展宽阶段轧制接触区温度变化情况进行了模拟,进而推导出展宽过程中轧制接触区变形抗力的变化情况,并采用轧制实验中测得的力能参数做了验证.得到展宽长度越大,可获得的极限断面收缩率越小的原因为:展宽变形时间变长,轧件轧制接触区温度下降,从而使变形抗力增大,轧件杆部横截面所受轴向应力随之增大,导致轧件杆部较容易发生缩颈.     

减轻独立轮轮对系统轮轨磨耗方法的探讨

采用独立轮轮对可以有效地降低车辆地板高度,目前在轻轨车辆系统中得到了重视与应用,但在通过半径很小的曲线时较大的轮轨磨耗又严重地影响了车轮和钢轨的使用寿命.通过模拟计算,本文提出了减轻独立轮对系统磨耗的几种方法,即适当的最小曲线半径、曲线通过速度、轨道润滑和车辆导向轮结构可以有效地降低独立轮对系统轮轨磨耗程度.