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。     

热模拟平面应变条件下的热轧织构研究

以微合金钢为材料,采用光学显微镜和EBSD,研究热模拟平面应变实验条件下再结晶奥氏体和变形奥氏体的织构演变.研究发现,在热模拟平面应变实验的压缩过程中,试样的两个自由端限制了变形区金属的宽向流动,达到了很好的平面应变状态.对于再结晶奥氏体相变工艺,由于相变前奥氏体发生再结晶,无畸变保留,奥氏体分解为仿晶界铁素体、贝氏体和少量的珠光体,织构为{100}011α;对于变形奥氏体相变工艺,未再结晶区的变形促进了铁素体相变,使奥氏体分解为铁素体和珠光体组织,织构为{332}113α和{113}110α.此两种工艺条件下的织构,皆为平面应变条件下的奥氏体相变织构,即热模拟平面应变实验可以达到很好的平面应变状态,可用于研究热轧过程的织构演变.     

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。     

纹管直径变化对端面受力和变形的影响

基于ANSYS有限元分析软件,对金属螺纹管的参数进行模拟.结果表明:预压缩条件下,端面变形、预压缩和外压组合条件下,随着轴径的增加,端面呈现左低右高的趋势;随着轴径的增大,端面垂直方向的压力右端大于左端,轴径越大间隙越大;在常温和高温情况下,端面变形呈现左高右低的规律,接触对的最大应力出现在竖直接触面的下部和水平接触面的内部.     

塑性压力加工时接触面上单位压力的分布规律

正确表达塑性压力加工时接触面上的单位压力,不仅对正确计算总压力有影响,而且对金属纵向和横向的变形比、变形后的周界形状、工具和坯料合理形状的选择,等等,都有很大的影响。但是关于此一问题的文献资料,绝大部分将单位压力做一维表达p=p(x),显然,做为反映接触面上的单位压力分布规律是不全面的。将接触面上的单位压力进行二维表达的资料很少,而且还皆因公式繁杂、精度较差、应用不便而难以推广。本文根据接触面上金属质点的流动方式和摩察力规律,按照压力场与摩察力场的关系建立起单位压力分布的偏微分方程,再取变形体对称平面的平面变形条件做为边界条件,从而得出形式简便、适应性广的单位压力分布的二维表达式p=p(x,0)p(0,y)/p_(mzx)=p(x,y)。用园柱体和长方体的铅试件进行压缩试验。在接触面上刻有座标网格,通过对变形后网格变化的分析,利用本文公式,可以求出完全符合实验结果的粘着区、制动区和滑动区单位压力等压线的表达式。用本文公式和其他作者的公式计算总变形力,然后和试验时的实测值相比较。对比结果表明,本文公式所给出的计算值和实测值最接近,平均误差在±10％以内。还可以在本文的基础上维续发展,求出接触面上金属流动时的流线方程和宽展公式,以及周界受约束时(如模锻、在孔型中轧制等)的约束力规律。     

楔横轧成形GH4169合金的热力耦合数值模拟

采用有限元软件DEFORM--3D对GH4169合金的楔横轧成形进行了热力耦合数值模拟,得到了GH4169合金轧件的金属流动情况、温度场的分布规律以及轧件与轧辊间的轧制力和力矩,并与45#钢进行了对比分析.结果表明:在楔横轧成形中,GH4169合金轧件的轴向金属流动规律不同于45#钢,其外层金属的轴向流动大幅度滞后于心部;各力能参数都要大于45#钢,且最高为45#钢的2.15倍;变形温度始终高于45#钢,最高温升比45#钢多6.21%.     

土石混合料与岩石接触面变形特性模拟试验研究

以土-岩接触面滑坡为工程背景,用室内大型叠环单剪试验研究土石混合料与岩石接触面变形特性,重点分析法向应力、含水率、粗糙度对接触面变形特性的影响.研究表明,土-岩接触面的体变规律主要与法向应力有关,当法向应力小于400 k Pa时,表现为剪胀,400 kPa时试样表现为剪缩,体变随着剪切位移变化曲线呈"U"型变化趋势,粗糙度和含水率只影响体变的幅度.相同试验条件下,同一高度的土样剪切变形移随着法向应力以及粗糙度的增大而增大,饱和含水率土样较天然含水率土样剪切变形明显变小;接触面剪切带厚度受粗糙度、法向应力影响较大,随着法向应力和粗糙度的增加,接触面破坏形式,由滑移破坏向接触面剪切滑动带破坏再向土体内破坏转变,因此存在临界粗糙度和法向应力,使得接触面的破坏由接触面向土体内转移.在分析土-岩接触面常用模型适应性基础上,用统计损伤模型描述土-岩接触面应力位移关系较好.     

圆锥过盈联接几何参数对其接触面微动损伤的影响

针对圆锥过盈联接接触面的微动损伤,重点讨论其轴套配合的几何参数与微动损伤的关系,运用平面应力应变求解法和数值模拟法,建立圆锥过盈联接的力学和有限元模型,分析不同套管槽数、配合长度、锥度和套管壁厚对轴和套管结合面的应力分布及接触状态的影响,研究接触应力和摩擦切应力随几何参数的变化规律,并进一步揭示该类联接的微动损伤机理。结果表明,圆锥过盈联接的接触面应力分布不均匀;随着套管槽数和锥度的增加,接触应力及摩擦切应力增大,接触面的滑移区减小;随着配合长度和套管壁厚的增大,接触应力和摩擦切应力减小,接触面滑移区增大。     

三通管接头径向挤压的刚塑性有限元研究

本文从实验和理论两方面验证了等径三通管接头径向挤压时的金属流动过程属于平面应变问题,应用Lee和Kobayashi S提出的刚塑性有限元法导出了模拟平面应变问题的刚塑性有限元数学模型的具体显式,编制了一套微机上模拟等径三通管接头径向挤压过程的程序.成功地模拟了等径三通管接头的径向挤压过程,计算了应变速率场和应力场的分布值,初步掌握了径向挤压时的金属流动规律.     

异步轧制铜/铝双金属复合板变形行为的研究

采用异步轧制复合工艺制备了铜/铝双金属复合板,分析了轧制工艺参数对复合板变形行为的影响,结合轧制变形区金属受力状态探讨了复合过程中的金属变形及流动规律.结果表明:异步轧制变形区内界面摩擦剪切作用直接影响母材的受力状态,共同变形区内双金属间的搓轧作用对金属流动及结合效果影响最大.异步速比越大,硬质金属变形越大.总压下率增大时,组元金属压下率均呈正比关系增加,且软、硬两种金属的压下率差值越来越小.     

土工格栅加筋砂土的二维等价有限元解析方法

通过试验以及解析结果的分析与比较，针对土工格栅加筋砂土提出了一种简单的二维等价有限元解析方法．有限元解析中砂土的本构关系采用了应变硬软化弹塑性模型，同时也考虑了砂土强度的各向异性以及应力状态的依存性，土工格栅加筋材则简化为板状弹性材料．通过对一组实验结果以及解析结果的分析，合理地得出了土工格栅的配置密度与等价有限解析中加筋材与砂土接触面摩擦角的定量关系．结果表明，在土工格栅的配置形状以及刚性已知的情况下，利用提案的二维等价有限元方法可以较为精确地模拟加筋土的变形与强度特性。     

竖向排水体地基下的轴对称及平面应变模型分析

基于在实际工程中对竖向排水的三维建模比较困难,常常使用二维的平面等效应变模型进行分析.本文中根据不同的条件,分析了不同的二维平面应变模型.通过数值分析,对参数（n=re/rw,s=re/rs,η=kh/ks）进行了研究,以确定影响因素.结果显示,Hird的模型体现了良好的整体适用性.对于密实沙桩需要用不同的方法来进行有限元分析,需要考虑砂井中排水因素的刚度,同时还要考虑等效排水宽度.结果表明,在交叉区域,等效平面应变模型可以比三维分析模拟现场沉降更好.     

泡沫金属材料可压缩塑性力学有限元计算公式

介绍了泡沫金属材料可压缩塑性力学的基本理论;并根据该理论模型推导出三维空间情形、平面应力情形、平面应变和轴对称情形的有限元计算公式。从而为用连续本构模型模拟泡沫金属材料的可压缩塑性行为提供了计算依据。     

应变梯度理论有限元:C0-1分片检验及其变分基础

基于细观有限元弹性应变梯度理论,首次提出应变梯度有限元的C^0-1分片检验条件及其变分基础和一种构造应变梯度单元的方法．与常规的C^0分片检验和C^0分片检验不同,C^0-1分片检验要求检验函数为满足平衡方程的二次函数,并同时通过线性平面应力C^0分片检验和应变梯度常曲率的C^1分片检验．进一步提出一个平面18-DOF三角形应变梯度单元(RCT9 RT9),算例表明该单元通过C^0-1分片检验,无伪零能模式,并有较高的精度。     

稳定温度场下层状路面体系的解析层元解

从热弹性力学平面应变问题的控制方程出发,利用Fourier变换及Laplace变换推导其解析解,进而得出稳定温度场下平面应变问题的精确刚度矩阵,即解析层元;根据边界条件和层间连续条件对各层元进行组装,得到总刚度矩阵;求解总刚度矩阵方程,得到积分变换域内的解;应用Laplace-Fourier逆变换技术,得到物理域内的解.编制相应的计算程序进行验证及分析,结果表明,该解答与有限元软件模拟结果吻合,分层特性对层状路面体系温度应力和竖向位移量影响显著.     

应变局部化捕捉的自适应有限单元法

首先给出了自适应有限单元法基本分析框架,推导了岩土材料在平面应变情况下不连续分叉条件及分叉方向的解析解,建立了应变局部化发生发展准则．接着基于自适应技术与分叉理论,构建了捕捉应变局部化带的弹粘塑性自适应有限单元法完整体系,利用面向对象技术开发了相应的可视化集成软件系统．最后通过一个边坡算例考核了该方法与软件的合理性．分析结果表明,该软件系统能够准确快速捕捉应变局部化带最初发生方位,克服了网格依赖性问题,为后续应变局部化带行为模拟与局部化带扩展追踪奠定了基础．     

薄壁圆管膨胀变形行为的量纲分析及理论研究

通过有限元数值方法及已有圆管膨胀试验对金属圆管膨胀的变形行为进行研究,研究发现圆管膨胀后的几何尺寸h和D₁主要受圆管和压模初始几何结构参数影响,而受圆管材料和摩擦因数的影响较小;基于量纲分析,得到膨胀后圆管的几何尺寸h和D₁与主要影响因素之间的量纲一关系式.结合量纲一关系式与能量守恒定律,提出圆管稳态膨胀过程中稳态下压力的预测模型,模型中考虑了材料的应变强化效应和压模外径对膨胀管弯曲区域曲率的影响,结果表明该模型的预测值与试验结果、仿真结果能较好地吻合.      

平面钢管桁架拱平面内稳定承载力的参数分析

对平面钢管桁架拱采用有限元软件ANSYS进行分析,对影响平面钢管桁架拱平面内稳定性的高跨比、矢跨比、腹杆与弦杆外径的比值等几何参数进行研究,考虑了全跨、半跨竖向均布荷载的荷载效应。分别进行了特征屈曲分析、非线性分析,得到各项几何参数对平面钢管桁架拱的面内稳定承载力的影响程度,找出对平面钢管桁架拱平面内稳定性起控制作用的参数,并通过考虑用钢量得到最经济的参数取值范围。     

Avitzur上限模式在楔形模平面应变正挤压中的运用

假定楔形模正挤压的速度场为动可容连续速度场,运用虚功原理和变分原理,将上限模式用于楔形模平面应变正挤压中,分别计算出塑变功率、剪切功率、摩擦功率和平均单位应力,最后推导出模具最佳半楔角公式．