基于ANSYS/LS-DYNA的二辊矫直过程数值模拟

应用非线性有限元分析技术,利用ANSYS/LS-DYNA动态模拟二辊矫直机矫直过程,得到了二辊矫直机矫直过程的应变场、应力场等参数的变化特点;分析了不同倾斜角度对矫直质量和矫直精度的影响,可指导现场工程人员迅速调整好矫直辊斜角;给出了矫直过程的矫直力和导板力,为新设备的开发提供理论依据。     

矫直理论的新探索

利用理想金属的矫直曲率与弯矩之间的关系, 以及钢板机械性能的连续性,推导出了辊式矫直机压下量与矫直曲率之间的关系式.     

短钢筋矫直机的设计

短钢筋矫直机适用于矫直长度小于1米、只有任意弯曲形状和严重曲弯程度的钢筋。文中介绍了将模矫直和平行辊弯曲矫直联合作用的矫直方案,并论述了短钢筋矫直机结构参数的确定方法以及力能参数的计算方法。     

辊式矫直中H型钢断面畸变的仿真分析

现有的H型钢矫直理论在求解压下量时未考虑断面畸变现象,无法取得理想的矫直效果. 本文应用有限元分析软件ANSYS建立了H型钢辊式矫直时一个矫直单元的有限元仿真模型,研究分析了典型规格H型钢矫直时断面畸变及其主要影响因素和影响规律. 结果表明,H型钢矫直时断面畸变主要是腹板凹陷,其对矫直压下量设定的影响不可忽略;而影响腹板凹陷量的主要因素包括矫直压力、侧向间隙和矫直辊圆角半径等,三者的影响规律均为相应参数的二次函数形式. 最后给出了典型规格H型钢的矫直腹板凹陷量回归公式. 在实际矫直时,实际设定压下量应为理论压下量与腹板凹陷量之和,可取得理想的矫直效果.     

轨梁辊矫过程矫直力波形分析与工程算法

针对辊式矫直机常规理论计算方法的缺陷及矫直力实测中难于直接测量辊系中所有辊子矫直力的困难，通过对国内首台巨型1 300矫直机矫直力的工程测试和上排辊矫直力的波形分析，按压力阶梯（矫直力分量）剖析了矫直力和矫直过程，揭示了超静定矫直力系的建立过程和各辊矫直力之间的力学关系，拟定了矫直力系和矫直力分量的分割单元测量原理和总体便捷的工程测试方法，给出了以矫直力矩和压力阶梯表示的矫直力通式及其工程算法，并提供了计算工-56及轨-50矫直力的诺模图。这种确定矫直力的原理和方法，可供各种重型辊式矫直机工程应用。     

复合重轨矫直机的矫直力计算

钢轨在冷却过程中产生弯曲,为保证钢轨平直度,必须对其进行矫直,因为平直度是钢轨在实际使用中保证安全的重要指标之一.矫直机矫直力的大小,决定了矫直机的设备矫直能力,是矫直机的重要力能参数.本文对辊式钢轨矫直机的矫直力进行计算并与实际数据比较,达到比较满意结果.     

多辊矫直过程中H型钢断面的应力演变规律

采用某厂九辊悬臂式变辊距矫直机的工艺参数,建立了H型钢矫直过程的三维动态有限元仿真模型.分析了矫直过程中型钢横截面上的应力分布变化规律,指出其演变特征类似于应力波从翼缘外侧向内侧、翼缘两端向腹板中部的传播过程.仿真结果表明,腹板连接R角以及腹板和矫直辊圆角接触的部位在多辊矫直的后期处于高应力状态,矫后存在明显的应力残余;纵向正应力水平决定矫直效应,而沿纵向的剪切应力会影响H型钢横截面上等效应力的分布.     

辊式矫直机上辊压下规程的仿真分析

采用有限元方法对七辊板带矫直机在各种不同压下规程下的矫直过程进行仿真,以期寻得一种使矫直后钢板形状好且残余应力小的压下规程.结果表明,钢板经矫直后其边部残余应力较大,对某组压下规程而言,仅改变其中某一个上辊的压下量,其长度方向上的纵向残余应力变化趋势基本上不变.该方法对研究矫直机各辊组合压下调整也有一定的参考价值.     

矫直辊辊形曲线的研究现状及问题

介绍了多斜辊矫直机矫直辊辊形曲线设计理论研究的发展情况,所采用的理论方法,以及目前矫直辊孔型设计中存在的问题;从工程图学的理论角度分析,提出了在弯管条件下改进矫直辊辊形设计理论的研究设想,并对未来的发展方向提出了建议.     

矫直机下辊倾斜对楔形板矫直效果的影响研究

本文对楔形板在矫直时矫直机下辊倾斜进行了研究,分析了下辊水平与倾斜两种状态下的矫直特点,并基于线性递减矫直方式对楔形板矫直过程进行了有限元模拟,分析了楔形板在下辊水平与倾斜两种情况下的矫后残余应力。研究结果表明:在楔形板矫直过程中,根据楔形板坡度合理调整矫直机下辊倾斜角度,矫直后的楔形板残余应力越小,矫直效果越好;楔形板坡度越大,下辊倾斜状态对楔形板矫直的作用效果越明显。     

基于H型钢残余应力主动控制的矫直工艺设计

针对H型钢辊式矫直过程残余应力的主动控制,基于工程弹塑性理论建立一种矫直过程应力演变的分析模型;采用离散解析实现对模型的快速数值求解;继而基于该分析模型建立一套能够实现残余应力主动控制的工艺参数主动设计方法;运用该方法对典型规格H型钢矫直工艺参数进行工艺设计.建立的分析模型运算结果与有限元结果吻合且计算成本得到有效控制,模型能够实现有限时间内整个矫直工艺参数域内残余应力演变结果的分析;工艺设计方法能够得到一定目标参数和约束条件下的残余应力主动控制工艺参数.     

引线矫正过程中矫直行程的研究

从弹塑性力学基本理论出发分析了压力校直过程悬臂梁弯曲的力学特性。建立了挠度与载荷之间的关系式。在此基础上,提出通过把载荷p当作中间量建立初始挠度y0与校直行程y的函数关系来解决引线校直过程中校直行程的确定,进而编制了引线校直行程计算VB程序。通过实例计算与校直实验结果的比较,验证了提出的方法及程序具有较高的求解精度能满足自动精密校直工艺的要求。     

基于滚动优化的校直工艺理论及实验研究

在分析细长轴类零件弯曲变形的基础上 ,结合行程控制校直工艺计算方法 ,将多弯曲点轴类零件的校直工艺问题作为一种优化问题进行讨论 ,反向校直弯曲作为约束条件之一 ,利用滚动优化算法 ,实现校直工艺实时预测算法 ,得到实时校直压点、支点和行程信息。实验研究表明 ,此算法满足校直精度要求 ,对全自动校直机设计开发有一定指导意义     

基于压力弹塑性变形中性层偏移模型的构建与验证

大截面棒材矫直过程中性层偏移明显,对二辊矫直辊辊型及棒材直线度的影响较大. 依据三点弯曲理论建立了棒材矫直过程中基于压力弹塑性变形的中性层偏移量理论计算模型,结合室温拉伸和弯曲试验,研究了棒材矫直过程中性层偏移规律. 结果表明:反弯半径和棒材力学性能对中性层偏移值的影响显著,反弯半径越小,则中性层偏移量越大;强度较低、塑性较强的材料,中性层偏移量较大. 通过弯曲试验,验证了该模型的可靠性及其适用范围.     

基于遗传算法的管材矫直优化

针对管材矫直质量问题,利用单向弯曲的方式,建立了矫直过程的力学模型,提出了优化的目标函数,建立遗传算法模型对矫直工艺参数进行了优化,得出了合理的工艺参数值.将该工艺参数值用于实际加工中,能显著提高管材的矫直质量.     

管棒材等曲率矫直力模型可视化设计

针对管棒材在等曲率矫直时矫直力无精确数学模型仅靠人工经验或反复试矫确定的实际问题,基于力学等效原则建立了等曲率矫直最大矫直力的数学模型,并利用ANSYS/LS-DYNA对矫直过程进行可视化模拟.所得的结果在经现场实验证明是正确和可信的前提下,通过多次可视化模拟实验,确定了不同条件下矫直力模型中关键参数的取值,使该模型在不同场合下的运用成为可能.     

辊式矫直机平行压下方案的计算机仿真

论述了九辊矫直机等辊距平行压下方案计算机仿真的过程,以及数学模型的选择、仿真的思想及仿真结果。     

型钢九辊矫直力能参数与压弯挠度关系解析

H型钢辊式矫直机在辊压腹板时使翼缘产生塑性变形以达到矫直目的.为了避免矫直过程中出现矫直缺陷,通过建立适当的矫直力学模型,求出了H型钢九辊矫直的压弯挠度与弯矩、矫直力的解析关系,确定了生产中调节矫直辊压弯挠度来保证各辊处的弯矩、矫直力等力能参数的范围.