高速钢工作辊温度分布和考虑平均应力的热疲劳寿命研究

高速钢工作辊在热轧过程中需承受严苛的循环热载荷,导致热疲劳成为工作辊失效的一个重要原因,而相关研究大多忽略了轧辊热轧过程中平均应力的影响。为此,文章建立真实工况下的工作辊热轧过程模型,应用Manson-Coffin公式仿真分析考虑平均应力影响的工作辊热疲劳寿命。分析结果表明：工作辊咬合区表面存在巨大的温度梯度和热应力梯度,循环的热应力应变导致工作辊热疲劳失效;不考虑平均应力工作辊热疲劳寿命为387 614转,而考虑平均应力后工作辊热疲劳寿命为464 727转,比不考虑平均应力的寿命提升19.9%;考虑平均应力的影响使得Manson-Coffin公式在工作辊热轧过程中的热疲劳计算更符合实际。     

热带轧机轧辊表面氧化膜疲劳脱落的有限元分析

根据热带轧机工作辊与支撑辊之间的接触应力、带钢与工作辊之间的应力,以及轧制过程中的轧辊热应力解析结果,利用大型有限元分析工具ANSYS分析了热轧带钢轧辊的表面氧化膜疲劳脱落问题·结果表明,随着加载次数的增加,氧化膜在原有微裂纹处沿X方向的疲劳应力增加,这将导致在原有微裂纹处沿Y方向产生疲劳裂纹·在氧化膜与轧辊基体的结合面上,由于剪切应力的增加将发生沿轧辊氧化膜与轧辊基体结合部位X方向疲劳裂纹·由于X方向疲劳裂纹和Y方向疲劳裂纹的不断扩展,使得裂纹相遇而导致了轧辊表面氧化膜的脱落·     

连铸辊堆焊药芯焊丝的研究

以Crl3-Mo-Ni-V为合金系，研制出连铸辊堆焊药芯焊丝1Cr13Ni20MoV，并进行一系列性能对比试验，结果表明，1Cr13NiMoV焊丝堆焊金属硬度适中，组织均匀，抗氧化性能和抗热疲劳性能较高，堆焊后轧辊性能优异，使用寿命显著提高，研究发现，堆焊金属抗氧化性，抗热疲劳及耐磨性之间存在着密切关系，提高抗氧化性能，可使堆焊金属抗热疲劳裂纹启裂能力增强，并在很大程度上抑制热疲劳裂纹的扩展，同时可减缓堆焊金属的磨损。     

关于热轧用轧辊寿命的研究

本文提出轧辊破坏的原因是辊内应力与裂纹互相作用的结果;阐述了轧辊脆性断裂和疲劳破坏的过程与实质;介绍了按线弹性断裂理论计算疲劳断辊时应力强度因子的方法。     

循环热力作用下压气储能洞室钢衬的疲劳耐久性

以大同云冈矿拟建的压气储能电站为例，构建压气储能洞室热力耦合计算模型，通过应力疲劳、应变疲劳、裂纹扩展疲劳3种疲劳分析方法对长期运行条件下钢衬的耐久性进行研究。结果表明：钢衬疲劳寿命计算中必须考虑裂纹扩展的影响，应力疲劳法和应变疲劳法由于没有考虑裂纹扩展的影响，会使疲劳寿命计算结果偏大；钢衬疲劳寿命主要受围岩弹性模量、洞室运营压力和初始裂纹尺寸影响，围岩弹性模量越大、洞室运营压力及初始裂纹尺寸越小，相应的钢衬疲劳寿命就越大；此外，钢衬疲劳寿命随着钢衬厚度的增加而增加，但存在一个最佳厚度，当钢衬厚度大于该厚度时，钢衬的疲劳寿命将不会有明显变化。     

中碳贝氏体钢滚动接触疲劳的裂纹萌生

为了优化中碳贝氏体钢支承辊的磨削换辊工艺,研究了其接触疲劳时的裂纹萌生和扩展。在JPM-1B型接触疲劳试验机上测定了水润滑条件下的接触疲劳失效寿命曲线,并以裂纹沿平行表面方向扩展为判断标准,通过解剖试样的方法测定了裂纹萌生寿命曲线。结果显示两条曲线均在最大接触应力为0.86GPa处发生弯折,裂纹萌生寿命约为失效寿命的70%～80%。在扫描电镜下对试样观察发现:当接触应力较低时垂直裂纹占主导地位,而接触应力较高时棘齿裂纹占主导地位。这两种裂纹都具有一般短裂纹的特点。     

铸轧辊套温度场的近似解析方法研究

双辊连续铸轧中的铸造与热轧过程均由铸轧辊套直接完成;辊套的热疲劳寿命、辊套材质的力学行为均与辊套温度场密切相关。基于对铸轧辊套热传递特征的分析,得出了铸轧辊套温度场数学模型;根据铸轧辊套温度场的特点,运用Galerkin方法,实现了铸轧辊套温度场的近似解析求解.实例计算表明,所得结果与实测结果相吻合,使用方便.图2,表2,参8.     

带裂纹自增强设备的疲劳寿命估算

文中分析了内壁含有纵向裂纹的厚壁圆筒的应力强度因子的表达式,指出其中自由表面影响系数的Newman-Raju解是计算厚壁圆筒疲劳裂纹扩展寿命的首选表达式,同时还指出自增强处理能大幅度提高疲劳裂纹的扩展寿命,100%的超应变处理有最长的疲劳寿命。     

摩擦型高强螺栓单面搭接连接微动疲劳裂纹寿命研究

摩擦型高强螺栓连接件在土木工程领域应用广泛,采用10组连接件疲劳试验结合有限元分析得到了其疲劳寿命及裂纹扩展路径.由于疲劳破坏本质上是裂纹萌生和扩展的结果,故将疲劳寿命分为裂纹萌生和扩展寿命两部分.基于螺栓连接件的裂纹扩展三维有限元模型,运用Python语言实现了初始裂纹的自动扩展,获得了疲劳裂纹扩展寿命.进而,基于有限元分析和疲劳寿命试验结果对萌生寿命FFD_(max)-N_i模型中的参数进行了识别.由此发展了一种基于裂纹扩展的高强螺栓连接件疲劳寿命预测方法,据此计算的总寿命分布于两倍误差分散带内,具有较好的精度.     

多向热应力作用下耐热钢材料热疲劳强度的试验研究和寿命推算

多向应力作用下的金属材料热疲劳问题．在７０年代初，日本学者平修工，井上达 雄等人曾进行过研究，提出了用当量应变范围评价多向应力作用下的热疲劳寿命方法． 作者在此基础上．对合金材料ＧＨ３６在较大应变范围下的热疲劳问题进行了研究。 试验机为热裂型．瞬时应力和应变用有限元法求出，然后定出裂纹萌生点的当量应变 范围。结果表明；在相同的当量应变范围，裂纹长度小于０．２ｍｍ；热疲劳寿命比当 量温度下的高温低周疲劳寿命低；当裂纹长度等于０．２ｍｍ，热疲劳寿命与当量温度 下的高温低周疲劳寿命相同。     

高铁圆锥滚子轴承滚子与滚道间的接触分析

基于Hertz接触理论与滚子切片理论,对高铁圆锥滚子轴承中不同凸形的滚子与滚道间的接触问题进行了数值分析.建立了滚子-滚道接触应力与接触载荷计算模型,对CRH3型高铁用轴承进行实例分析,求解其在滚子母线方向上的应力与载荷分布,并计算对数曲线型滚子在满载情况下的最佳凸度量.结果表明:滚子的应力集中程度与所受载荷大小相关;滚子的对数曲线型只能减小并不能消除滚子的应力集中现象;滚子的最佳凸度量略小于理论凸度值.     

差动式行星滚柱丝杠承载特性分析

基于空间啮合理论与赫兹接触理论展开差动式行星滚柱丝杠承载特性分析,综合考虑由滚柱与丝杆初始啮合点偏置引起的接触点位置变化对承载特性的影响,建立差动式行星滚柱丝杠空间啮合几何学模型,采用数值方法对滚柱和丝杆的啮合点位置和主曲率进行求解,推导出单个滚柱螺纹齿面载荷分布和承载能力计算几何模型,将模型计算结果与直接刚度法计算结果进行对比,验证了模型的正确性;系统分析了牙型角、螺距、滚柱螺纹节数、丝杆与滚柱材料弹性模量比等因素对差动式行星滚柱丝杠载荷分布和承载能力的影响规律。     

辊套材料的导磁性对铸轧区磁感应强度的影响

采用对比实验考察在新型材料辊套和合金钢辊套下铸轧区磁感应强度的差异;根据电磁场理论,研究上述2种辊套材料对铸轧区磁场的衰减和屏蔽效应.研究结果表明:合金钢辊套的相对磁导率为300,是新型辊套材料的300倍;合金钢辊套对磁场既具有衰减作用又具有聚磁效应,衰减作用使铸轧区的磁感应强度减小,聚磁效应使磁感应强度增大;合金钢辊套对磁场的聚磁效应比对磁场的衰减作用强,使铸轧区的磁感应强度增大5%左右.新型材料辊套对磁场只有衰减作用,使铸轧区的磁感应强度降低5%左右.当电磁感应器的励磁电流为10 A、励磁频率为13 Hz时,在合金钢辊套下比在新型材料辊套下铸轧区的磁感应强度大10%左右.从磁场利用的角度考虑,在电磁场快速铸轧技术中使用合金钢辊套比使用新型材料辊套更好.     

四辊轧机工作辊轴向力分析与保险销断裂原因

运用材料力学、弹性理论对四辊可逆冷轧机辊系传动的受力和轧制过程轴向力进行分析,确定工作辊传动轴保险销时常断裂的主要原因是扭矩剪切力,而辊系虽然存在轴向力,但通过事先管理与严格现场操作是可以控制的.     

板坯连铸机辊列的最优设计

根据二冷辊列参数对连铸坯固液相交界面上应变与应变速率的影响，提出了优化支承辊辊距的方法，并给出了确定带有可实现连铸坯等曲率速率矫直的多点矫直系统的二冷辊列几何尺寸的计算方法及公式，为板坯连铸机的设计提供了更为科学的理论基础     

链传动中的横向振动问题的研究

本文利用多自由度系统的振动理论研究了链条的横向振动问题，在对滚子链横向振动问题建立力学模型的基础上，推导了链条的微振动方程式，给出了计算固有频率的公式及主模态的计算方法，提出了防止链传动中链条共振的几种措施     

新型滚柱链传动理论与试验分析

文章提出了新型滚柱链传动的结构,并对其结构特性进行理论分析,在NCE链传动与普通链传动动态特性对比试验中引入了谱分析方法,给出了衡量运动平稳性的定量值和噪声值,试验结果与理论分析基本一致,验证了所提理论的正确性。     

振动与振荡压路机压实机理对比分析

应用了机械振动和土力学的理论,分别根据所简化的力学模型及土壤的极限平衡条件,对振动滚轮和振荡滚轮压实机理进行了对比分析,得出了一些规律性的认识,对振动压路机的合理使用及振荡压路机的开发推广具有一定的参考价值。     

滚轮滚压光整效果与滚压量关系的解析分析和试验验证

将滚轮滚压加工过程视为平面应变力学情形,利用Boussinesq-Flamant问题的求解根据Von Mises屈服准则得出了滚压局部发生微塑性变形的区域,根据Hertz接触理论得出了滚压接触压力分布,得出了滚压过程中工件和工具的应力分布.考虑零件的粗糙表面形态,得出了构成滚压量的各因素如机床变形,滚压工具变形,工件整体变形,工件滚压局部基体塑性变形和弹性变形以及粗糙表面变形的滚压力参数方程,然后根据参数方程得出了滚压光整效果与滚压量的关系.就单滚轮式外圆滚压和复合滚柱式内孔滚压两种最典型的滚压形式对预测结果与试验结果进行了对比,证明了推理假设和公式的有效性.     

焊接滚轮架上筒体的轴向运动

介绍焊接滚轮架上筒体轴向运动的理论基础。简体与滚轮之间的轴向相对运动由螺旋运动、弹性滑动和摩擦滑动三种方式组成。简体的轴向整体运动可分解为协调运动和非协调运动,当存在非协调运动分量时,滚轮轴承将承受较大的轴向力。因此,筒体轴向运动的合理的调节方式,应当尽量增大协调运动分量,减小非协调运动分量。