H型钢万能轧制力计算方法

基于分离腹板和翼缘相互影响的思路建立2种特殊的H型钢万能轧制模型.通过研究不同延伸比和面积比条件下水平辊、立辊轧制力与平板轧制的关系,总结归纳出H型钢万能轧制力计算公式,并用其他规格道次的H型钢轧制力进行对比验证.研究结果表明:在相同的面积比条件下,随着腿腰延伸比λ的增大,水平辊轧制力减小,立辊轧制力增加;随着翼缘或者腹板面积的减小,不同延伸比情况下的水平辊中间位置轧制力和立辊轧制力分别收敛于1个稳定值;该H型钢轧制力计算公式能较好地反映不同工艺参数下轧制力的变化趋势;水平辊轧制力公式计算结果与有限元模型计算结果的最大相对误差为16.7％,与实测值的相对误差为3.4％;立辊轧制力公式计算结果与有限元模型计算结果的最大相对误差为8.7％,与实测值的相对误差为4.4％.     

H型钢万能轧制过程中金属流动的有限元分析

采用显示动力学有限元软件LS-DYNA,结合生产实际,对H型钢万能轧制进行了仿真计算.在仿真结果的基础上,根据轧制平面内的节点位移矢量分布情况,分析了轧件断面内金属流动规律.仿真结果显示轧件断面内在立辊和平辊压下方向上存在"零位移线",说明在H型钢万能轧制过程中,在立辊和平辊压下方向上轧件内金属流动存在"位移中性面",并伴有翼缘端部金属流动产生"内翻"的情况.     

T字件在多辊孔型中的变形规律

本文对T字件在多辊孔形中轧制条件做了分析的基础上,在实验室条件下对多辊孔型中T字件的变形规律进行了模拟实验。结果表明:作为H形件一半的T字件,在多辊孔型中的变型规律与H形件一样。但是,由于T字件在轧制条件下缺少一个腿,致使腿的增长(或宽展)系数和滑动系数都比H形件大;并且腿的宽展系数要比腰的宽展系数大。研究表明:T字件比H形件需要更大的腿、腰压下系数比才能防止腰部波浪现象。     

应用刚塑性体的变分原理求解钢轨万能轧制过程的力能参数

为了简化钢轨万能轧制过程的三维几何模型,首先把带箱形孔型立辊简化为等效的平辊,然后分别给出轨腰、轨头及轨基的运动学许可速度场,求出在此速度场下相应变形区的塑性变形功率以及速度间断面上消耗的功率,计算中考虑了由于前滑和后滑而产生的摩擦功率.根据刚塑性体的变分原理求解水平辊和两个立辊轧制力和轧制力矩的近似解.通过比较理论值和实验值可知,利用变分原理求出的力能参数近似解稍大于实验值但最大误差不超过20%,因此根据变分原理进行力能参数计算和轧制工艺参数设定及优化是比较可靠的.     

重轨万能轧制过程金属三维流动的复合分析法

利用MSC.Marc大变形有限元仿真软件进行轧制过程数值模拟;通过X、Y方向位移云图切片技术分析金属流动规律,并用横向切片轮廓节点的"时间位移"图对变形过程进行细化分析,获得轧制后钢轨的轨高、头宽、腰厚及底宽等钢轨断面关键尺寸信息;通过Z方向位移分析优化延伸率的分配。结果表明:用该方法对依靠经验设计的重轨万能轧制孔型进行优化,缩短了产品孔型开发时间,节约了孔型开发成本,提高了产品轧制精度。     

对轧制H型钢变形规律的探讨

本文采用模拟实验法对在四辊万能轧机孔型中轧制H型钢的腿高增长规律和H型钢的腰部滑动规律进行了探讨,找出了影响腿高增长系数和滑动系数的主要因素,并分析了其影响的规律性,给出计算腿高增长系数和腰部滑动系数的回归方程。通过观察分析腰部产生波浪的规律性,找出了影响腰部波浪的因素;在此基础上寻求腰部无波浪的轧制变形条件和规律性。最后得出:保证腰部不产生波浪时计算腿和腰压下系数关系的回归方程。实验表明:腿和腰压下相等的H型钢孔型设计原则,在立辊被动的万能轧机上,不是获得优质产品的原则。     

三維解析法求解辊縫中金属横向流动问题

本文论述了研究辊缝中金属横向流动问题的意义,并对国内外研究现状及其存在问题进行了分析。根据塑性流动理论及轧制基本数学模型对变形区内应力、应变关系进行了三维解析分析,给出有限差分数值计算框图。按此框图在TQ—16计算机上得出的带材宽展量的计算值同实测值符合,单位宽度上轧制压力和出口横向张力分布的计算值也同现有实测资料基本一致,为板形控制的分析提供了理论基础。     

薄板冷轧过程中宽展的变化规律及其影响因素

基于金属流动原理,采用显式动力学有限元软件ANSYS/LS-DYNA模拟薄板轧制过程,研究轧制力、摩擦系数、压下率对轧件宽展变化的影响。结果表明,摩擦系数越大,轧件宽展也越大;轧件的最大宽展随着轧制力的增加而增大,轧制力对轧件后端部分宽展影响程度较大;压下率增大,轧件宽展随之增大,轧件各部分宽展的不均匀程度也在增加。     

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。     

关于角钢切分孔型中宽展和顶角充满度的探讨

本文采用石膏轧辊轧制蜡泥的实验方法,对热轧角钢时金属在自由宽展平底切分孔型中的变形规律进行了模拟实验。通过对实验数据的整理和分析,找出了影响轧件在平底切分孔型中宽展和顶角充满度的主要因素;从而建立起计算宽展系数和顶角充满度的回归方程。与实验室轧制钢件的数据相比较,在一定摩擦条件下,蜡泥试样的变形规律与钢件的变形规律十分相近。因而用石膏轧辊轧制蜡泥试样回归的方程,可较精确地预报出角钢切分孔型中钢件宽展系数和顶角充满度的数值。     

波纹轨腰钢轨力学性能

为了适应铁路运输的新要求，把波纹腹板 H 型钢的研究成果应用到钢轨上，开发出新型波纹轨腰钢轨，一种新型的钢轨结构。把普通钢轨的平轨腰结构轧制成波纹结构，会提高钢轨的承载能力和钢轨的稳定性。为了分析波纹轨腰钢轨的力学性能，基于有限元软件 DE-FORM，分别建立了普通钢轨和波纹轨腰钢轨的有限元模型。通过动力学模拟可知，在相同载荷和运动速度作用下，波纹轨腰钢轨的所受的最大应力、等效应变和 X 方向的位移均小于普通钢轨。并进行了静力学模拟和实验，其结果说明波纹轨腰钢轨的承载能力是普通钢轨的1.3倍以上。     

影响钢轨疲劳裂纹萌生寿命的主要因素分析

建立了钢轨3维弹塑性有限元计算模型,分析了接触斑内应力应变场特点.分析结果表明,在接触斑内钢轨处于三向压缩应力状态,有较大的静水压力;认为静水压力影响滚动接触疲劳裂纹萌生寿命.以临界平面法为基础,提出了考虑静水压力影响的滚动接触疲劳裂纹萌生寿命预测模型,分析了轮载和摩擦系数对疲劳裂纹萌生的影响.结合具体算例分析表明:随着静水压力增大,静水压力对滚动接触疲劳裂纹影响在增大;随着轮载和摩擦系数增加,滚动接触疲劳裂纹萌生寿命迅速减少.     

成网条件下城市轨道交通车底运用问题研究

为应对城市轨道交通从单线运营进入到网络化运营的新形势,本文研究成网条件下城市轨道交通车底运用问题的优化方法,提出基于网络流模型的单车场与多车场车底运用模型。采用ILOG CPLEX 12.5结合算例对模型进行求解,并与启发式算法进行比较,得出了求解方法的高效性。结果表明本方法可为成网条件下的城市轨道交通车底运用问题提供好的决策参考依据。     

轮轨滚动接触问题的研究现状

随着高速铁路的不断发展,轮轨滚动接触问题愈加突出,因此,倍受国内外学者的关注。轮轨滚动接触问题涉及的范围较广且较为复杂,并在一定程度上引发轮轨的疲劳损伤和波浪形磨损等破坏形式。基于理论分析和试验研究两个方面,着重对轮轨滚动接触的发展历史和研究现状进行了总结和分析,并综述了轮轨滚动接触疲劳和钢轨波浪形磨损的研究现状。从现有的研究成果来看,轮轨滚动接触理论已相对较为完善,而对于高速铁路轮轨滚动接触疲劳损伤的形成机理研究仍未形成系统的理论体系。     

高速列车车轮与曲尖轨接触分析

为了研究高速铁路曲尖轨磨耗严重的问题,现场实测不同位置处的18号高速道岔曲尖轨型面及不同磨耗程度的高速列车车轮型面,建立车轮-基本轨-曲尖轨有限元模型,进行轮轨弹塑性接触分析,得出如下结论:车轮与尖轨接触状态受车轮磨耗程度与沿尖轨线路接触位置影响;使用标准车轮的情况下,当尖轨与基本轨共同承担载荷时,随着距尖轨尖端距离的增加,尖轨所受最大等效应力呈先增大后减小的趋势,当超过屈服极限时,易造成尖轨飞边;当尖轨单独承担全部载荷时,所受最大等效应力急剧增加,塑性变形加重,侧磨加剧.不同磨耗程度的车轮对尖轨会造成不同损伤,磨耗Ⅰ型车轮易造成尖轨压溃,磨耗Ⅱ型、磨耗Ⅲ型、磨耗Ⅳ型易使尖轨发生飞边,剥离掉块.     

大秦铁路轨道修理中钢轨打磨的研究

随着运量和轴重的不断增加,钢轨伤损情况明显加重。钢轨打磨可以有效解决钢轨的疲劳伤损。为此针对大秦铁路钢轨滚动接触疲劳伤损进行了钢轨打磨方面的研究,简述了大秦铁路钢轨打磨现状,提出了钢轨打磨试验方案。     

轨道参数对曲线钢轨磨损的影响

本文通过理论计算和现场试验,论述了曲线轨距,外轨超高,轨底坡及曲线圆顺度等轨道参数对曲线钢轨磨损的影响.提出了减少曲线轨距、增大曲线钢轨轨底坡等技术措施,以减缓曲线钢轨的严重磨损.     

基于客流需求的列车时刻表和车底调度协同优化

随着城市规模的扩大,对城市轨道交通的需求日渐增长,对城市轨道交通的运营服务质量提出了较高要求。根据乘客需求,以最小乘客总等待时间和城市轨道交通系统运营成本为综合目标,建立混合整数规划模型。通过模拟退火算法,设计给出了某一线路的列车时刻表和车底调度方案,并通过算例分析验证其可行性。结果表明,该模型可以根据乘客需求设计出一个合适的列车时刻表和车底调度协同优化方案。