接触摩擦对H型钢万能轧制影响的仿真分析

以大型H型钢生产线为基础,采用热力耦合弹塑性有限元方法建立万能轧制有限元仿真分析模型,并对不同摩擦系数下的多种工况进行了仿真分析.通过对计算结果的分析,得到不同接触摩擦系数对H型钢万能轧制过程中轧件金属流动和轧制力的影响结果.     

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型钢轧制过程的计算机仿真

为解决H型钢轧制缺陷问题，用塑性有限元软件建立了H型钢的轧制模型，模拟了轧制过程，并用热力耦合法分析了轧件的变形和金属流动情况和腹板的轧制力分布。仿真结果与实测数据基本吻合。     

关于H型钢后滑的研究

利用显式动力学有限元方法模拟了不同轧制参数条件下H型钢的变形过程,得出了一些主要参数对H型钢后滑的影响规律,并对这些规律产生的原因进行了分析·研究结果表明:压下率对H型钢后滑的影响非常明显,随压下率的增加,后滑急剧地增加·此外,轧件的腿宽、腿腰延伸比、内宽以及轧件的初始厚度对H型钢的后滑也有较明显的影响·     

全波纹腹板H型钢腹板屈曲性能分析

运用能量法对全波纹腹板H型钢腹板抗屈曲能力进行分析,得到了反映全波纹腹板H型钢腹板抗屈曲能力的表达方式,利用此结果可预测H型钢的压力载荷作用下的力学形为。实验也证实了本文对全波纹腹板H型钢抗屈曲能力理论分析的合理性。     

波纹腹板H型钢梁抗剪承载力

建立波纹腹板H型钢梁的受力模型,按照板的稳定理论分别给出了波纹腹板局部屈曲和整体屈曲的抗剪承载力理论公式,并设计4根构件进行了试验及有限元数值模拟分析,研究了不同的波纹尺寸、腹板厚度等因素对构件承载力的影响.试验结果表明:若波纹尺寸设计得当,腹板剪切强度可以达到甚至超过钢材的剪切屈服强度,而有限元方法能够有效预测构件承载力和破坏模式.最后结合理论分析和试验研究提出了波纹腹板H型钢的设计建议.     

热轧全波纹腹板H型钢矫直的实验研究

为解决热轧波纹腹板Ｈ型钢的矫直．通过大量实验，提出了压矫腹板带动翼缘弯曲变形的矫直方法．实验结果表明该方法是可行的．     

波纹腹板H型钢梁柱端板螺栓连接节点抗弯性能

提出了一种波纹腹板H型钢梁与普通H型钢柱采用端板螺栓连接的节点构造.基于高强螺栓抗拉性能的刚性端板模型和T形连接件理论,提出波纹腹板H型钢梁柱端板螺栓连接节点的设计方法.进行了2个波纹腹板H型钢梁柱端板螺栓连接节点的静力试验,并使用商用有限元分析软件ABAQUS建立节点的有限元模型,将设计弯矩下的高强螺栓最大拉力的试验结果与有限元计算结果进行对比,证明了高强螺栓拉力计算公式的可靠性;通过对比设计弯矩和有限元计算的端板屈服弯矩,证明了端板厚度计算公式的合理性.     

波纹腹板H型钢梁腹板的屈曲强度（Ⅱ）

依据能量原理分析计算了承受弯矩作用的全波纹腹板Ｈ型钢梁的波纹腹板的屈曲强度．给出了波纹腹板的屈曲临界力公式．     

全波纹腹板H型钢门式刚架的内力分析

全波纹腹板H型钢在一定程度上缓解了腹板薄壁化与稳定性之间的矛盾.运用变截面梁单元有限元法和MATLAB高级编程语言分析了波幅与波纹改变时对全波纹腹板变截面门式刚架的内力与柱顶水平位移的影响.通过分析可知,随着波幅的增大刚架柱顶水平位移在减小,随着波长的增大刚架柱顶水平位移在增大,但波幅与波纹的改变对刚架的内力影响不明显;并与等截面门式刚架进行对比,用实例说明了全波纹腹板H型钢门式刚架柱顶水平位移较小的优越性.这为全波纹腹板H型钢在工程中的应用提供了理论依据.     

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.     

考虑组合效应的梁腹板开圆孔型钢框架的静力弹塑性分析

利用静力弹塑性的分析方法,对考虑组合效应的梁腹板开圆孔型钢框架进行分析.为了便于对比,分别根据有无混凝土楼板和有无开孔削弱,选取了四个类型的框架,采用SAP2000进行建模计算;利用已有的研究成果,定义了节点的塑性铰模型.通过两种侧向荷载分布模式的计算得到了不同结构的Pushover曲线、结构的位移和塑性铰的分布情况.研究表明:考虑混凝土楼板的组合效应后,结构的刚度和承载力增加;腹板开圆孔削弱则对结构整体性能的影响非常小.     

长持时爆炸冲击波作用下钢梁动力响应分析

大规模爆炸时引起的长持时平面爆炸波会造成结构的整体破坏,这与接触爆炸或近场爆炸的破坏模式有显著差异,但相关研究不多。为研究长持时冲击波作用下钢梁的动力响应,首先基于耦合欧拉-拉格朗日方法建立了大型数值激波管模型,然后采用该数值激波管得到作用在钢梁上的反射超压时程,最后通过显示动力学方法研究了冲击波入射方向、持时、超压等参数对钢梁破坏模式的影响规律。结果表明：本文提出的数值激波管模型能较好的模拟长持时爆炸波的绕射现象,可得到可靠的反射超压和冲量时程;随着冲击波入射角度的增加,简支钢梁跨中位移增大;冲击波超压峰值相同时,随着持时的增加,简支梁跨中的最大位移有增大的趋势,而最大位移的增长速率则会变缓;简支钢梁在长持时爆炸冲击波作用下容易发射受弯破坏,而梁跨中翼缘板会出现局部屈曲现象。     

步进式加热炉内板坯温度场模拟分析

以某公司热轧带钢厂的三段步进式加热炉为研究对象,通过建立三维数学模型,运用ANSYS软件分析板坯在炉内加热过程中的温度分布,并研究炉内均热段的温度和保温时间及氧化铁皮厚度对板坯温度场的影响。结果表明,板坯加热后最高温度分布在板坯端面角部,最低温度位于板坯中心部位,在设定的加热制度下,板坯经炉内加热后,其出炉温度、断面温差分别为1273.48、12.91℃,板坯温度分布比较均匀,满足轧制要求;随着均热温度的下降,板坯的出炉温度随之降低,而断面温差变化较小;随着保温时间的缩短,板坯的出炉温度变化不大,而断面温差明显增大;随着板坯表面氧化铁皮厚度的增加,板坯中心部位的温度明显降低、断面温差明显增大;在设定的加热制度下,适当降低均热段的温度和缩短保温时间,并控制板坯表面氧化铁皮的厚度,有利于提高板坯加热质量和节能降耗。     

波纹腹板钢梁研究与应用进展

工字钢梁腹板加工成波纹形可提高腹板的稳定性,目前这种结构形式在国内外工程界已得到一定的应用.文中对波纹腹板钢梁的结构形式、特点进行了论述,并对国内外的应用与研究现状进行了综述,提出了折线形腹板钢梁.初步的试验研究表明:折线形腹板工字钢梁具有优异的抗屈曲性能和良好的局部稳定性.最后建议波纹腹板钢梁需进一步研究的内容.     

波纹腹板H型钢梁的整体稳定性

目前国内钢结构的主要承重构件多采用平腹板的H型钢和工字钢，两种构件的截面由于高厚比的限制经济性差。波纹腹板H型钢在一定程度上可以解决该问题。文中就波纹腹板H型钢梁整体稳定性进行研究，得到该型钢截面翘曲惯性矩的一种实用计算公式。分析波幅与波长对其临界弯矩的影响，比较平腹板H型钢和波纹腹板H型铜二者在相同条件下的临界弯矩的差异。结果表明：波纹腹板与平腹板相比，前者失稳时临界弯矩更大，说明整体稳定性能更好。波幅与波长对截面翘曲惯性矩均有影响，但波幅比波长影响更甚，说明波幅对临界弯矩的贡献较大。     

受荷工字型钢梁腹板开孔监测研究

通过对受荷工字型钢梁腹板开孔试验的实时监测,分析不同工况下钢梁开孔前后的受力特性,监测结果表明:在开孔率较小时气割开孔导致的温度应变远大于开孔引起的受荷应变,并且开孔时在钢梁下架设临时支撑可以有效地降低残余应变.同时,结合有限元模拟,讨论了开孔形状、尺寸对钢梁力学性能的影响,结果表明:孔径在200 mm以内是钢梁开孔的合理选择.有限元模拟与现场试验结果的比较表明了在钢梁开孔现场试验的必要性.     

预应力混凝土连续梁桥施工仿真研究

本文在对某预应力混凝土桥梁施工预拱度的求解问题进行研究时,探讨了正装计算与倒装计算二者之间的关系。在找出和施工控制预拱度有关因素的前提下,得到预应力混凝土桥梁分阶段施工的特征。再结合施工过程中的各个动态因素,建立计算模型,运用有限元软件Midas和桥梁博士,采用正装和倒装分析方法计算出各施工阶段的挠度,最终找到每个悬浇段的预拱度,给相关的工程提供参考。     

H型钢地连墙支撑动载应变测量和分析

天津市文化中心交通枢纽工程基本为地下空间施工,其中一侧采用地连墙技术,支护结构由H型钢支撑与附近架体组成.在设计地连墙支撑时往往只考虑土压力的作用,然后凭借设计者的经验乘以一个大于1的安全系数以抵消施工现场复杂动力荷载的影响.然而并没有数据反映动力荷载对支撑的影响,本文就是要测出其影响并分析支撑在动载下的受力情形.采用的方法为应变片电测法,选取3个型钢支撑为测点,测出所选测点在动力荷载作用下,上下表面的应变值.将型钢支撑简化为两端受轴力与弯矩作用,根据测得的应变数据计算出轴力与弯矩值.结合静力分析结果发现,动载对支撑的影响与土压力相比非常小.所以,安全系数应结合大量实测数据合理选取,不应太大,否则会造成材料的浪费以及工时的耽误.     

波流联合作用下弹性支承梁动力特性分析

为分析铰接塔平台的动力特性,建立了部分水下带有集中质量块的等截面弹性支承梁运动模型。用耦合弹簧刚度矩阵模拟铰接头处桩基础与土层之间的相互作用,考虑波浪和海流对梁的Morison力作用及由集中质量块引起的轴向力作用,建立了弹性支承等截面梁横向强迫振动的运动控制模型。采用Runge-Kutta数值方法分别研究了耦合弹性支承和独立弹性支承条件下梁的动力响应。研究表明,波流联合作用下,弹性支承等截面梁的有阻尼固有频率并未发生变化,系统同样将发生超谐共振;海流对不同弹性支承结构的主共振响应影响是不同的。可为海洋工程中铰接塔平台的动力特性分析提供参考。