LD型冷轧管机力参数的测定

LD型冷轧管机在轧制过程中的力参数沿宏观变形区上的分布状况,是衡量轧机使用合理与否的一个重要标志。根据LD型冷轧管机的结构特点,采用滑道与压头共同构成的组合式传感器以及电量叠加的方法,在LD-60型冷轧管机上对轧制过程中的力参数成功地进行了现场测试。示波曲线表明,力参数在宏观变形区上的分布有它的规律性。     

基于神经网络的冷连轧机轧制力预报模型

为了提高冷连轧机轧制力预报精度，提出一种解析数学模型结合神经网络校正模型的计算方法，建立冷连轧机轧制力预报模型。采用径向基函数的局部映射和全局线性映射相结合的神经网络校正模型求解带钢变形抗力和轧制变形区的摩擦因数；并采用轧制变形区离散化方法分析轧制变形区内张力、摩擦力及金属变形抗力等在带钢轧制方向上的分布规律，从而建立轧制力在线计算数学模型。现场实测数据离线仿真结果表明，采用此基于神经网络的冷连轧机轧制力预报模型预测轧制力，其预测误差小于8．9％，此模型能用于指导生产实践。     

板带轧制过程考虑滑动与粘着摩擦的轧制力模型

将轧制变形区分为滑动摩擦区和粘着摩擦区,得到适用于带钢热轧过程的改进卡尔曼(KARMAN)微分方程,给出轧制力数值计算公式。结合变形区入口与出口的边界条件,采用龙格-库塔(Runge-Kutta)法交替求解前滑区与后滑区的单位压力分布,2个接触弧角相交处就是中性点,通过对单位压力与摩擦应力进行数值积分得到轧件的轧制力,再根据希齐柯克(Hitchcock)公式迭代计算多次得到最终轧制力。最后,分析新型轧制力模型应用于热连轧机组面临的问题,给出热轧过程摩擦因数对单位压力分布与轧制力的影响规律,并通过布伦特(Brent)方法实现对热轧过程摩擦因数的软测量,指出摩擦因数在1个轧制周期内的演变规律,为热连轧过程摩擦因素在线模型的建立与新型数值轧制力模型的在线应用提供参考。     

冷连轧第5机架轧制力模型

在冷连轧轧制过程中,综合考虑轧件、轧辊的弹性变形和轧件的塑性变形,将轧件的受力变形区分为:入口弹性变形区、塑性变形区和出口弹性变形区·采用数值积分法,迭代计算入口弹性变形区和塑性变形区的轧制力,用出口区单位压力分布曲线围成的面积和轧件宽度的乘积近似计算出口弹性变形区的轧制力,两者求和即得到第5机架轧制力计算模型·用现场记录的不同钢种和规格的多组数据进行仿真计算,结果表明,该模型满足冷连轧生产轧制力预计算所需的精度要求·     

冷连轧机轧制力在线计算模型

通过将轧制变形区离散化的方法,在考虑变形区内横截面上张应力、摩擦应力等影响因素沿带钢轧制方向分布规律及其与带钢厚度及压下量的关系的基础上,采用数学模型和神经网络相结合的方法计算了金属变形抗力,建立了冷连轧机轧制力在线计算数学模型. 经大型工业轧机生产实践数据检验,该冷连轧机在线轧制力计算模型预报误差控制在6.1%以内,满足模型在线控制要求,可提高在线控制轧制力模型的计算精度.     

芯棒直径对楔横轧5Cr21Mn9Ni4 N空心气门壁厚均匀性的影响规律

楔横轧空心轴类件存在壁厚分布不均问题,特别是在小直径大长径比空心件楔横轧成形中更为突出.本文在Gleeble-1500D热模拟实验机上进行了5Cr21Mn9Ni4N耐热钢的热压缩实验,得到了5Cr21Mn9Ni4N的热变形本构方程.通过改变芯棒直径,采用有限元仿真和实验相结合的方法,研究了楔横轧轧制空心气门过程中的壁厚变化规律.研究结果表明,带芯棒轧制时,芯棒直径存在临界值,在该值下进行轧制,空心气门预制坯壁厚均匀性最优;楔横轧空心件时,金属轴向均匀流动是壁厚均匀的必要条件;轧件轴向拉应变减小,径向压应变变大,周向应变在0附近且为拉应变时,壁厚较为均匀.     

离心泵轴向力的产生与平衡

离心泵在运转时 ,在其转子上产生一个很大的作用力 ,由于此作用力的方向与离心泵转轴的轴心线相平行 ,故称为轴向力。轴向力对离心泵特别是多级离心泵的设计和运行质量有很大的影响。但在泵的传统理论和设计实践中 ,离心泵的轴向力问题是历史遗留的定量化程度最低的问题之一。长期以来 ,轴向力处于“既难准确计算 ,又难准确测量” ,目前还处于估测估算阶段。因此 ,在离心泵的设计和制造过程中 ,准确的计算、控制与平衡轴向力 ,就具有十分重要的意义。1　轴向力的产生1.1　由于叶轮外表面压力分布不对称所产生的轴向力。假定离心泵在正常运行…     

拉力芯棒钢管斜轧延伸机运动学分析

本文提出了在铜管斜轧延伸机上使用一种新芯棒操作方法——拉力芯棒法。实验研究表明:拉力芯棒法比传统使用的芯棒操作方法(固定、回退、半浮及全浮芯棒)可以提高轴向滑移系数、降低能耗、改善轧制过程稳定性以及可实现大倾角下轧制等。 本文仅对采用拉力芯棒法时钢管斜轧延伸过程运动学做一理论分析。     

冷轧薄板轧制变形区长度计算

本文视轧机工作辊为半无限体,用其表面压力、切力的位移公式求解工作辊在轧制变形区内的弹性压扁;依据变形区的四个边界条件,采用离散数值积分法,计算出塑性变形区及其出、入口弹性变形区的长度;根据金属在变形区内的流动速度,确定纵、横向摩擦力的方向。将计算结果与有关文献的计算结果进行比较,本文的计算方法能确切地反映轧制变形区长度沿横向的分布规律。这为正确计算轧制压力的横向分布以及辊系变形提供了理论依据。     

厚规格钢板差厚轧制数值模拟与工艺研究

基于ABAQUS有限元软件,采用显式动力学算法对厚规格钢板三维常规轧制与差厚轧制热力耦合过程进行模拟仿真,获得差厚轧制变形区金属流动与应力、应变分布规律,研究常规轧制与差厚轧制在轧制过程中轧制力与轧制力矩的变化规律,分析差厚轧制对于轧制过程钢板咬入条件的改善.差厚轧制试验结果表明,制定合理的差厚轧制工艺,可以克服厚板坯轧制时的咬入限制,减小头部冲击造成的力矩峰值的影响,增加厚规格钢板心部变形的渗透,在一定程度上可以改善变形均匀性和组织均匀性.     

連軋管机孔型及試驗分析

连轧管机的一个显著特点是毛管(穿孔后的管子)穿在一根芯棒上在轧辊中轧制。通过轧辊和芯棒使毛管产生塑性变形,达到减壁和减径的目的。根据芯棒在轧机中的运动形式分为浮动芯棒和限动芯棒两种轧制方法。所谓浮动芯棒轧制系指在轧制过程中,芯棒随同毛管一起通过连轧管机,芯棒的运动是自由浮动状态。限动芯棒系指在轧制过程中,芯棒以一个远小于毛管速度的恒定速度前进,由于芯棒的运动受到一定的限制,故称为限动芯棒。     

螺旋高翅片管孔型斜轧的轴向延伸机理

在建立孔型斜轧几何模型的基础上对螺旋高翅片管孔型斜轧变形区的运动规律进行研究,发现轴向延伸与变形区轧件圆周旋转速度的分布有关.在变形区轧件从咬入到轧出圆周旋转速度存在递增的趋势,在孔型等螺距的情况下使轴向速度也在递增,这是导致轧件轴向延伸的本质原因.通过理论分析给出了轴向延伸率的理论计算公式,用两种规格的坯管在不同的压下量下进行轧制实验,结果表明延伸率的计算值与实测值基本吻合.     

基于条元法的异步轧制金属三维塑性变形分析

采用条元法分析了异步轧制条件下金属在变形区内的变形情况,建立了适用于异步轧制的轧制压力公式及中性点坐标公式,并在计算摩擦力时考虑了粘着区的存在。通过仿真分析,得到了异步轧制条件下变形区内摩擦力的分布规律及应力、应变的分布规律,最后分析了不同速比对等效应力的影响以及不同入口厚度对轧制压力的影响。     

非对称楔横轧轴向平衡与轴向窜动机理研究

为轧制出合格的非对称轴类件产品,需要阐明非对称轧制轧件轴向力调整平衡机理和轧件轴向窜动机理.作者建立了非对称楔横轧的有限元模型,分析了非对称轧制与对称轧制两种工艺下轧件所受的轴向力,发现非对称轧制时轴向力能自调整;比较分析跟踪点的轴向位移,得到了非对称轧制弱侧瞬时展宽量增大、强侧瞬时展宽量减小的结论,该结论在实验中得到了验证;将非对称轧制分为稳态轧制和非稳态轧制过程,分析了非稳态轧制轴向力调整平衡的过程和稳态轧制时轧件窜动的原因.     

热轧带钢精轧过程考虑相变的轧制力模型

对部分在精轧过程发生相变的热轧钢种,当在双相区轧制时,因奥氏体与铁素体的变形抗力随轧制温度的变化规律不同,使得传统轧制力模型的预报误差很大,影响轧制过程参数控制精度.为此,研发了一种适用于精轧过程发生相变的热轧轧制力模型.首先建立了余弦形式的相变体积分数模型,算出不同轧制温度下奥氏体与铁素体的体积分数;接着,建立加权形式的轧制温度对变形抗力影响项的计算公式,较好地模拟出轧件在双相区轧制的变形特性;最后,把该模型用于宝钢1880热轧轧制力预报在线计算,实际生产表明,该模型显著提高了无取向电工钢等精轧相变带钢的轧制力预报精度,改善了轧制稳定性.     

短芯棒拔制有限元分析

借助ANSYS软件显式动力模块建立了钢管与内外模具的三维有限元模型，动态模拟了短芯棒拔制的整个过程，研究了模锥角、摩擦系数、壁厚等工艺参数对拔制力的影响，并根据得到的应力分布规律分析了生产中拔断等实际问题的机理．与空拔相比较，在短芯棒拔制过程中，纵裂现象一般不会发生，由于钢管轴向应力在横截面上分布均匀，一般也不会出现以局部破坏形式出现的横裂现象．本文所建立的拔制力分析模型经与实验结果比较，达到了较好的吻合，可为优化模具结构和进行短芯棒拔制工艺设计提供了依据．     

全浮动芯棒钢管连轧过程芯棒与轧件的摩擦研究

应用有限元分析研究了8机架全浮动芯棒钢管连轧过程芯棒与轧件间的摩擦作用,揭示了该摩擦作用在轧制过程中的演变规律及其对连轧运动状态与电机能量分配的影响.结果表明,在第1—4机架的咬入过程中,毛管所受芯棒的摩擦作用从完全为负摩擦演变为正负摩擦共存,中性面随咬入的进行逐渐向接触区出口侧移动,且在第1机架中性面会完全移出接触区.在第5—8机架的咬入过程中,芯棒始终滞后于毛管,因而芯棒对毛管的摩擦作用均为负.稳定轧制阶段,芯棒在轴向受到的摩擦合力为零,其速度不发生变化.该阶段8个机架可以分为3类:其中1、2机架为滞后机架,第3机架为同步机架,4-8机架为导前机架.整个机组芯棒与毛管运动的中性面位于第3机架接触区,但在第2机架和第4机架接触区也存在芯棒与毛管速度相等的位置.芯棒在各机架的摩擦状态不同使其成为导前机架向滞后机架传递能量的工具.因此,第5-6机架在轧制能耗较低的情况下,电机仍保持较高的输出功率,而1、2机架的轧制能耗虽然较大,电机输出功率反而较小.     

异步交叉轧制变形区应力分布特征

分析了异步交叉轧制变形区轧件的受力状态和金属流动特性,采用三维有限差分法对异步交叉轧制下轧件在变形区的应力分布特征进行了三维解析。表明：异步交叉轧制变形区的显著特征是忆件受到纵横双向剪切变形作用,异步比和交叉角的综合作用促使变形应力分布得以均化,这是异步交叉轧制能够显著提高板形控制力并降低轧制能耗的内在原因。     

考虑轧辊和轧件弹性变形时冷轧薄板接触弧长的确定及轧制压力计算

本文在计算冷轧薄板接触弧长度和轧制压力时,不仅考虑轧辊弹性变形,而且也考虑轧件弹性变形。把变形区分为入口弹性区、塑性区和出口弹性区。应用弹性力学基本方程、塑性条件和平板压缩理论导出了入口弹性区和出口弹性区单位宽度轧制力公式及塑性区平均单位压力公式。应用弹性接触理论和变形区的几何关系导出了计算冷轧薄板接触弧长度公式。最后给出了考虑轧辊和轧件弹性变形时计算冷轧薄板的总的轧制力公式。本文公式比目前广泛采用的Bland—Ford公式和M.D Stone公式简便,不用迭代和查表能直接计算出接触弧长度和轧制压力,因此计算精度较高。不仅适用于一般工程计算,而且也能为在线控制的电子计算机提供较为精确的轧制力数学模型。     

适用于双机架薄板平整机稳态轧制负荷的数学模型

针对极薄板小变形平整机稳态轧制负荷计算困难的问题,基于平板压缩复合变形假设,提出了改进的平整稳态轧制力及轧制力矩的数学模型.轧制力模型包括辊缝区等效变形区长度和压缩变形抗力2个经验模型;在轧制力模型计算的基础上,用输出力矩模型对带钢张力影响因素进行了经验修正;通过轧制负荷模型的理论计算结果和一条生产线的实际参数比较,证明模型具有较高计算精度,平板压缩变形假设合理.将所开发的模型应用于一条新建的极薄板平整生产线的关键设备参数的设计评估,结果表明该模型具有较高的工程应用价值.