三维弹塑性接触问题的边界元法及其在板带轧制过程分析中的应用

介绍了考虑摩擦三维弹塑性接触问题的边界元法和具体的求解步骤,并将其应用于板带轧制过程的模拟。对板带轧制过程中轧辊与轧件的接触变形进行了分析,得到了轧辊弹性压扁、轧件边部减薄以及轧件弹复的分布规律。     

带钢平整轧制过程中板形缺陷的遗传和演变规律

应用ABAQUS有限元软件对平整轧制过程进行三维弹塑性建模及仿真研究,通过温度场模拟入口带钢的初始板形缺陷,利用刚性工作辊的辊形变化综合表达各板形控制手段对承载辊缝形状的调控功效。基于以上力学模型,针对具有初始板形缺陷的带钢,仿真研究平整轧制后带钢的板形缺陷及其与初始板形缺陷及平整工艺条件的关系,揭示带钢平整轧制过程中板形缺陷的遗传与演变的规律。仿真计算结果表明,承载辊缝形状是决定带钢板形缺陷遗传和演变的最主要因素,轧前带钢的初始板形缺陷的程度,即最大纵向延伸差的大小,对平整后带钢的板形缺陷仅有一定程度的遗传性影响。     

三维弹塑性有限形变问题的边界元法

本文给出了在UL描述下,弹塑性有限形变问题的边界元法和一些具体的分析方法.由两个算例证明此方法是正确的.     

横向不均匀润滑轧制理论

针对轧辊轴向不均匀磨损及由此带来的板形控制问题,建立了三维弹塑性动态辊系模型,分析了辊件间接触状态及其与轧辊轴向磨损分布间的关系,并由此提出了横向不均匀润滑轧制理论.仿真结果表明,通过改变辊件间横向摩擦因数分布,在保证带钢质量的前提下,实现了辊件间接触压力及摩擦力分布的均匀化,从理论上验证了横向不均匀润滑在改善辊件间接触状态方面起到的积极作用.最后,对横向不均匀润滑轧制理论的可行性进行了分析.     

用边界元法分析轧制压力和摩擦力

本文给出了一种新的求解轧制力和摩擦力分布的方法,利用测量手段对轧制过程中的轧辊进行测量,然后再利用边界无法对轧辊进行分析,从而求解出轧制过程中轧制力和摩擦力。这种方法避开了为求解轧制力对轧制进行弹塑性分析,也解决了用测力销测量带来的困难,使轧制问题的分析求解得到了简化并提高了求解精度。     

三辊轧管轧制压力的计算

本文根据三辊轧管的变形特点，在适当简化的基础上，构造滑移线场，推导出了轧制压力的计算公式，并得到实验验证。     

板带轧制的边界单元法分析

本文在计算板带轧制中的参数时应用了初始应力的弹塑性边界单元方法。计算结果与实验值相等。该研究表明,弹塑性边界单元法用来分析板带轧制是满意的。     

基于径向基神经网络的薄板平整轧制力预报模型

冷轧薄板在平整轧制时具有轧件厚度薄、压下率小的特点,其平整轧制力往往计算困难,精度难以保证.针对上述情况,提出一种基于参数修正的轧制力数学模型来计算其平整轧制力.同时,为进一步提高计算精度,运用RBF(Radial Basis Function)神经网络来预测该平整轧制力数学模型的计算误差,并将该误差与数学模型的计算值相结合,完成对其的修正.离线仿真结果表明,薄板平整轧制力数学模型在经过自身修正参数及RBF神经网络的2次修正后,计算精度可达到6%以内,具有较高的工程应用价值.     

平整轧制多变量系统的线性自抗扰解耦控制

针对平整轧制板形板厚控制系统中存在的多变量、强耦合及不确定性等问题,本文提出了将线性自抗扰(LADRC)技术与平整机板形板厚控制系统相结合,利用线性扩张状态观测器(LESO)估计系统总扰动,并将PD作为反馈控制率的LADRC控制方案。针对系统存在的外部扰动和模型参数摄动,利用Matlab进行仿真实验,结果表明,该控制方案不仅解耦控制效果良好,还具有较好的鲁棒性。     

高速轧制工作界面表面形貌对混合润滑状态下冷轧过程的影响

根据平均Reynolds方程、Peklenik表面模式参数理论和混合润滑条件下大体积塑性变形理论,建立混合润滑状态下冷轧板带分析模型.系统分析混合润滑状态下,基于工作界面表面形貌,工作界面油膜厚度、摩擦因素随速度和压下率变化的情况;以及基于不同的压下率和表面形貌,界面压力、接触面积随工作区位置变化的情况.分析结果表明:在表面粗糙度所有排列方式中,油膜厚度随着压下率增大而下降,表面粗糙度横向排列产生最高的油膜厚度,表面粗糙度纵向排列产生最低油膜厚度.对于同样的压下率,随着界面无量纲速度的增大,表面粗糙度横向排列有最小的油膜厚度增量,表面粗糙度纵向排列产生最大的油膜厚度增量;表面粗糙度纵向排列下的摩擦因数最大,横向排列下的摩擦因数最小,各向同性排列介于两者之间;压下率越高,摩擦因数越高.表面粗糙度横向排列情况下,界面应力的分布要平缓得多.     

中小直径铜杆连轧机孔型系统设计

铜线坯铸连轧生产线是中小直径铜杆轧制生产的关键成套设备,轧制工艺是保证生产质量的重要环节.根据铜加工塑性加工特性及金属连轧理论,结合生产过程,文章提出了中小直径铜杆连轧机整个孔型系统设计方法和参数计算方法,计算了各轧制道次延伸系数、各道次孔型金属充满度等关键参数.并对连轧机中的动态参数进行了计算.实验表明,该设计方法能减少生产故障,提高产品质量,延长轧辊寿命,对连轧机设计有一定指导意义.     

半无头热连轧动态变规格过程轧制规程优化

为了在短时间内顺利实现带钢规格的变换,提高变规格过程的稳定性,提出了一种等压下系数的动态变规格规程设计策略和原理,给出了设计计算实例,与常规规程设计策略计算结果进行了对比,并对过渡过程各机架轧制力和出口厚度的波动进行了仿真计算.结果表明,新策略对提高变规格过程的稳定性,减少变规格机架对逆流机架的影响和干扰有着显著的作用.     

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。     

数值模拟在桥梁用C型钢孔型开发中的应用

本文采用塑性有限元数值模拟的方法,对桥梁伸缩装置用C型异型钢轧制孔型系统进行了研究.根据数值模拟结果,对桥梁用C型异型钢轧制中变形分配的合理性、轧件在孔型中的稳定性及轧件各部分夹角对弯曲成形的影响进行了分析,并据此进行了孔型系统改进.     

有边界润滑的往复运动摩擦副中的表面膜

为了研究摩擦副中表面膜的形成条件、化学成分和状态等,用接触电阻考察了全配方机油润滑条件下往复运动的缸套/活塞环摩擦副中表面膜的形成过程,并采用Auger电子能谱仪(AES)、X射线光电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)系统研究了表面膜的成分、厚度、化学价态等特性。分析表明缸套试样上表面膜厚约1μm,含有以无定型状态存在的大量碳、氧化物及少量复杂的摩擦化学反应产物。研究表明,接触电阻法可实时监测表面膜的形成过程。     

不确定性结构的弹塑性分析：模型及其解法

本文处理一类重要的工程问题：不确定性结构的弹塑性分析，分析模型包含了一类分片线性的硬化法则，这包含了大范围实际观察所得的材料特性。我们所处理的不确定性是由荷载及材料参数引起的。本文先把问题转化为一个随机非线性规划问题，然后用逼近技术给出一个简单的求解方法。     

热轧道次变形量对铝阳极组织结构和电化学性能的影响

采用析氢测量法、计时-电位法(E-T曲线)和Tafel曲线法,研究在温度为370℃时,不同热轧道次变形量制得的铝合金阳极的电化学性能和耐腐蚀性能,所用电解液是温度为80℃、添加Na2SnO3缓蚀剂的5 mol/L NaOH溶液.通过透射电镜、扫描电镜和能谱等分析相关材料的结构.研究结果表明:随着道次变形量的增加,铝合金阳极经历了动态再结晶组织的转变过程,铝合金阳极开路电位有所正移,活性有所降低,而自腐蚀电流密度先降低后升高,耐腐蚀性能先提高后降低;在370℃时,以道次变形量为40%轧制时所得的铝合金阳极综合性能最佳.     

Taylor级数多极边界元法及其在轧制工程中的应用

通过基本解的多极展开与边界元线性方程组的隐式求解方法（GMRES）相结合,开发出了快速多极边界元法。Taylor级数多极边界元法更新了传统边界元法的求解模式,大大提高了计算效率,扩大了边界元法的求解规模。介绍了Taylor级数多极边界元法的发展历史和现状,给出了Taylor级数多极边界元法的基本思想、基本原理和分类,给出了基本解的Taylor展开方法和边界积分的基本实现步骤。将该方法应用于轧制工程中,通过轧辊弹性变形和HC轧机辊系接触和变形的数值解析,说明了Taylor级数多极边界元法适合于大规模轧制工程问题的解析。