基于弹塑性压力中性层偏移的棒材二辊矫直回弹模型

基于二辊矫直变形工艺特点和弹塑性压力中性层偏移理论,确定应力中性层的位置;在考虑中性层偏移和材料硬化的条件下,结合二辊矫直理论和矫直变形应力-应变关系,提出新的双线性矫直拟合方法;在此基础上利用微元法对棒料内部的金属进行弹塑性变形分析,给出新弯矩比公式的同时,提出中性层偏移半径比的概念;最后,结合纯弯回弹理论建立棒料矫直挠度回弹数学模型,并就中性层偏移对棒料矫直回弹影响进行实验分析和验证。实验结果表明:回弹理论计算值与实验数据吻合较好,其最大相对误差为6.45%,明显低于忽略中性层偏移时的相对误差31.65%,证明了理论分析的正确性和模型的有效性。     

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.     

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.     

大直径棒材二辊矫直机辊形研究

采用瞬间冲压模型的方法,求得具有一定原始挠度的大直径棒材刚好矫直所需的弯曲挠度,将其结合大直径棒材二辊矫直过程进行理论分析,得出一种合理的辊形设计方法,该结果可以为理论研究及实际生产提供指导。     

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。     

共轭旋转曲面法求解线棒材矫直辊型曲线

以共轭旋转曲面啮合理论为基础,分析了线棒材矫直过程中确定矫直辊辊型曲线的解析方法,并对矫直辊的曲面方程、轴向剖面方程进行了计算机模拟,给出了设计、绘制矫直辊辊型曲线的方便快捷的方法。     

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。     

板材辊式矫直机辊数研究

本文根据弹塑性弯曲理论，应用迭代法计算了板材一次弯曲矫直时的弯曲力矩和相应的反弯曲率，计算给定方案下形成的残余曲率，给出了压下量与反弯曲率的数学表达式．对于一定的矫直精度要求，提出了上排工作辊集体倾斜调整的辊式矫直机辊数的计算方法．     

配备组合式支承辊的四辊冷轧机辊系弹性变形数学模型

为求解配备热装组合式支承辊的板带冷轧机辊系弹性变形,将辊套和辊芯进行分段离散,并考虑辊套装配凸度以及辊套与辊芯之间的弹性压扁,根据工作辊、辊套及辊芯之间的变形协调以及力平衡条件,采用影响函数法推导出热装组合式支承辊辊系弹性变形数学模型,并编程求解辊系弹性变形,分析不同弯辊力、窜辊量以及带材宽度对辊系弹性变形的影响.实验结果表明:随着工作辊弯辊力和板宽度的增加,组合式支承辊辊间压扁产生由中间凸到中间凹的变化,且横向分布趋于均匀,随着工作辊窜辊量的增加,辊间压扁出现非对称分布,且非对称程度逐渐增大,窜辊量为100 mm时左右两端的辊间压扁差值超过30 μm;弯辊力变化和窜辊量对组合式支承辊挠度的影响分别不超过0.7 μm/(10×104 N)和0.8 μm/100 mm,带材宽度变化对挠度的影响达1.8 μm/100 mm.     

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.     

二辊矫直机矫直精度及实验研究

在充分考虑二辊矫直机生产工艺特点的基础上,从矫直基本原理入手,根据弹塑性弯曲理论,应用迭代法计算了轧件一次弯曲矫直时的弯曲力矩和相应的反弯曲率,计算给定方案下形成的残余曲率,给出了矫直精度的数学模型.对于一定的矫直方案,提出了矫直精度计算方法.提出了二辊矫直机调角方法,并对二辊矫直机角度参数进行了相应的模拟与计算,理论与实验比较一致,具有进一步的应用推广价值.     

方管V形辊矫直机压弯挠度设计

采用一种新型的V形辊矫直方式,基于矫直理论,对尺寸为22×22×3(mm3)紫铜方管的矫直曲率方程式进行了推导。计算出了V形辊的压弯挠度,为以后整机的设计提供了重要数据。     

辊式矫直过程中板带弯曲挠度的确定

利用面积-力矩第二定律,建立弯矩与挠度的关系式;将零弯矩点之间板带承受的弯矩分为四个部分,即加载时的弹性变形、弹塑性变形、考虑到加工硬化现象的弹塑性变形以及卸载时的弹性变形,从而得到较为符合辊式矫直过程中板带弹塑性弯曲变形特点的弯曲挠度,为下一步精确确定矫直辊挠度建立基础.     

塑性变形率对辊式矫直板材的影响

为了深入研究辊式矫直过程的变形特点,采用弹塑性差分的曲率积分方法,模拟研究塑性变形率对矫直效果的影响.提出塑性变形率的离散计算方法,针对单值初始曲率条件下不同的压下制度组合,计算得到塑性变形率与残余曲率以及平均残余应力之间的关系.从理论上证明塑性变形率不能作为判定矫直效果的单一标准,由于在线确定初始曲率十分困难,因此应该使得塑性变形率达到较大值(80%左右),另外给出单值初始曲率条件下最优化的矫直条件.     

钢管压扁矫正残余应力分析

应用有限元分析软件Marc建立了斜辊钢管矫直机的压扁矫正模型．基于循环应力-应变试验数据，编制了应力-塑性应变关系子程序，分析了钢管材料的塑性变形特性．采用运动硬化法则，描述了金属材料在循环载荷作用下的Bauschinger效应．通过计算机模拟给出了钢管在压扁矫正过程中的应力应变和矫后残余应力分布状况．     

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     

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.     

基于ANSYS/LS-DYNA的V150油套管热矫直残余应力

基于有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,建立V150油套管热矫直的三维有限元模型,研究矫直后环向和轴向残余应力的分布规律,并利用X线衍射法测最了矫直管内表面环向残余应力.结果表明:环向和轴向残余应力呈螺旋状分布,螺旋接触带与管体轴向成58°的夹角,与矫直辊倾角互余,相邻的2个螺旋接触带之间的距离约为350 mm,基本等于矫直管的螺距(349 mm);环向残余应力具有外拉内压规律,轴向残余应力外表面以拉应力为主,内表面拉压应力并存,压应力极大值出现在壁厚中部;矫直管内表面环向残余应力的实测值为-189～-489MPa,模拟数值为-130～-480MPa,两者吻合良好,表明建立的矫直模型是可靠的.     

弯管条件下矫直辊的手工绘制方法

矫直辊与管材是一对共轭曲面 ,矫直辊表面就是与圆环面密切接触的包络面 ,本文利用点在曲面上投影的原理 ,研究了管材在矫直辊之间为圆环面时 ,一种手工绘制矫直辊辊型曲线的方法     

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.