异步轧制的刚塑性有限元分析

异步轧制与传统的轧制方法不同。它是通过上辊慢速和下辊快速的线速度差值来实现的。异步轧制的主要优点是降低轧制力和能量损耗。本文是利用平面应变刚塑性有限元法对异步轧制过程进行结构的变形分析。 计算条件取自文献中的试验条件，因此计算结果可以用试验数据相比较。由多种条件的数值分析来讨论搓轧区和差速比对轧制力、轧制力矩的影响。 计算结果符合实测的结果，可以认为刚塑性有限元法也是解决异步轧制的一种有效工具。     

冷连轧过程控制变形抗力模型的自适应学习

以考虑冷连轧带钢轧制过程变形区金属塑性变形以及入口、出口弹性变形的变形抗力模型和Bland Ford Hill轧制力模型为基础,将实测轧制力值代入轧制力计算模型建立起以变形抗力后计算值为未知量的非线性方程,求解该方程可以得到变形抗力后计算值,进而通过指数平滑法计算出变形抗力模型中的自适应学习系数·实际应用表明,由该方法得到的变形抗力后计算值的精度和稳定性能满足模型在线控制要求,可以提高在线控制变形抗力模型和轧制力模型的计算精度·     

热轧带钢精轧过程高精度轧制力预测模型

轧制力模型的计算精度直接影响热轧带钢厚度控制精度,目前大多数轧制力模型都把轧制压力分解成应力状态影响系数和变形抗力的乘积.选用与西姆斯公式吻合较好美坂佳助公式作为应力状态影响系数模型,并考虑残余应变的影响,建立了高精度轧制力预测模型.分析了残余应变对普碳钢和合金钢轧制力的影响,给出了带钢热连轧机组残余应变工程计算方法.现场应用结果表明,该轧制力模型具有较高的预测精度,可以满足在线要求.     

角平分屈服准则解析热轧厚板展宽轧制力

根据厚板轧制变形特点,提出了适用于展宽轧制阶段的二维流函数速度场。利用角平分屈服准则对提出的速度场进行解析求得了内部变形功率表达式。采用共线矢量内积法与积分中值定理分别求得了摩擦功率与剪切功率表达式。经总功率泛函最小化获得了轧制力矩与轧制力的解析解。与国内某厂320 mm板坯的实际轧制数据比较表明,该解析解具有较高的预测精度,最大误差不超过10.45%。轧制工艺参数分析表明,随着压下率的增加或几何因子的减小,轧制力矩与轧制力增加;摩擦系数对轧制力矩和轧制力的影响较小。     

矩形和直角三角形截面永磁体磁力解析模型

针对永磁体间的磁力用数值法计算复杂、计算工作量大,且不便于永磁体结构参数优化的不足,本文基于磁荷法和虚位移法得到两细长永磁体磁力公式,采用四重积分法建立了全新的矩形和直角三角形截面永磁体磁力解析模型,分析了磁力与永磁体结构参数关系,ANSYS仿真验证了该解析模型的正确性。结果表明,该解析模型计算值和ANSYS仿真值吻合,采用该解析模型进行磁力计算相对简单且计算时间大大减小,计算精度提高。     

适用于双机架薄板平整机稳态轧制负荷的数学模型

针对极薄板小变形平整机稳态轧制负荷计算困难的问题,基于平板压缩复合变形假设,提出了改进的平整稳态轧制力及轧制力矩的数学模型.轧制力模型包括辊缝区等效变形区长度和压缩变形抗力2个经验模型;在轧制力模型计算的基础上,用输出力矩模型对带钢张力影响因素进行了经验修正;通过轧制负荷模型的理论计算结果和一条生产线的实际参数比较,证明模型具有较高计算精度,平板压缩变形假设合理.将所开发的模型应用于一条新建的极薄板平整生产线的关键设备参数的设计评估,结果表明该模型具有较高的工程应用价值.     

基于神经网络的冷连轧机轧制力预报模型

为了提高冷连轧机轧制力预报精度，提出一种解析数学模型结合神经网络校正模型的计算方法，建立冷连轧机轧制力预报模型。采用径向基函数的局部映射和全局线性映射相结合的神经网络校正模型求解带钢变形抗力和轧制变形区的摩擦因数；并采用轧制变形区离散化方法分析轧制变形区内张力、摩擦力及金属变形抗力等在带钢轧制方向上的分布规律，从而建立轧制力在线计算数学模型。现场实测数据离线仿真结果表明，采用此基于神经网络的冷连轧机轧制力预报模型预测轧制力，其预测误差小于8．9％，此模型能用于指导生产实践。     

基于条元法的异步轧制金属三维塑性变形分析

采用条元法分析了异步轧制条件下金属在变形区内的变形情况,建立了适用于异步轧制的轧制压力公式及中性点坐标公式,并在计算摩擦力时考虑了粘着区的存在。通过仿真分析,得到了异步轧制条件下变形区内摩擦力的分布规律及应力、应变的分布规律,最后分析了不同速比对等效应力的影响以及不同入口厚度对轧制压力的影响。     

平面应力状态分析的一种新方法

目前力学教材有关平面应力状态的分析方法有两种,分别是解析法和图解法。解析法计算的结果精确,但其公式繁杂难记,主应力方向与主应力之间关系不好确定,且不适用于非矩形单元体;应力圆法虽然方便操作,但计算结果精度差。为此,基于上述两种分析方法,提出一种求解平面应力状态的新解法,该方法具有公式易记、计算精度高、主应力方向便于确定、且适用于各种单元体的优点。     

薄壁箱梁约束扭转的有限元分析及弯扭力矩新算法

利用初参数法和传递矩阵,建立了薄壁箱梁约束扭转分析的有限元列式,导出了均布扭矩和均布双力矩的非结点荷载的等效公式.基于约束扭转的有限元位移解,进一步建立了弯扭力矩新算法,导出相应的刚度矩阵、均布扭矩和均布双力矩作用下的固端力公式,方便正应力和剪应力的计算.算例表明,本文的计算结果与理论值完全符合,所建立的薄壁箱梁约束扭转有限元列式、均布扭矩和均布双力矩的非结点荷载等效公式、弯扭力矩新算法公式正确.     

一种新型实用热轧工艺参数模型的开发

介绍了一套自主开发的热轧工艺参数模型. 该模型内耦合了不同钢种的变形抗力曲线,这些变形抗力方程中耦合了钢的化学成分、温度、应变、应变速率及奥氏体晶粒尺寸等因素. 根据输入的工艺参数用西姆斯方程计算每道次的应变速率及应变量,并得到相应道次的变形抗力、热轧轧制力、力矩及功率等参数. 模型可根据实测的结果自学习,并修正相应的结果. 与攀钢热轧厂的实测结果相比,模型的输出结果吻合较好,预测误差在10%以内.     

热连轧机轧制力和轧制力矩模型研究

研究了一种适用于热连轧机的新型高精度轧制力和轧制力矩模型,建立了一个轧制力功系数和轧制力矩功系数的新型指数公式,将两个系数的表达式统一起来,仅含"压下率"和"压扁半径与出口厚度之比"两个影响因子,形式简洁,物理意义明显.给出了新型指数公式中待定参数的确定方法,求得的待定参数值对不同钢种和不同精轧机架具有通用性.预测实践表明,新型轧制力和轧制力矩模型提高了热连轧过程中轧制力和轧制力矩的预报精度,可用于热轧板带生产线精轧机架的在线控制.     

弹塑性平面应变固结问题的解耦分析

针对弹塑性平面应变固结问题提出了解耦的计算方法,基于数值建模方法建立了多路径的土的弹塑性本构模型,该模型能考虑塑性剪应变εpv 与体应变p交叉作用及应力路径的影响.将该模型引入弹塑性固结问题中,建立了相应的扩散方程.讨论了此类液-固耦合问题的解耦条件及对应的应力路径.推导了平面应变扩散方程的基本解,该基本解与固体域控制方程构成了半数值半解析求解体系,编制了有限元程序,计算了一个典型平面应变固结沉降算例.对比分析表明该方法能有效地简化计算,能较好反映应力路径对固结的影响.     

非均布高温钢结构梁单元切线刚度方程

基于广义C10ugh模型,建立了高温下钢结构单元切线刚度方程,并用等效温度荷载较好地考虑了热膨胀效应．该单元刚度方程形式简单,计算量小,便于工程实际应用．非均布高温钢结构梁单元切线刚度方程@李国强@蒋首超     

基于目标函数的冷连轧轧制力模型参数自适应

为提高轧制力模型的预报精度,提出了一种基于目标函数的轧制力模型参数寻优方法该方法通过建立轧制力模型参数自适应目标函数,以变形抗力和摩擦系数模型中的自适应系数作为寻优参数,采用Nelder-Mead单纯形算法对目标函数进行求解,从而获得满足轧制力精度的模型自适应系数本文提出的轧制力模型参数自适应方法已应用于某1700mm五机架冷连轧机组.现场应用表明:采用轧制力模型参数自适应后,轧制力模型计算值与实测值的均方差由不采用自适应的129%降至32%,证明该参数自适应方法能显著提高轧制力模型预报精度,满足在线控制要求.     

宽板弹塑性弯曲的解析分析

本文用连续应力——应变折线来拟合真实应力——应变曲线,根据平面应变和体积不可压缩假设,从全量理论导出了宽板弹塑性弯曲的三维应力和外力矩的解析公式,并根据求得的外力矩,计算了弹复后的中性层半径。与幂强化或刚线性强化(包括理想刚塑性)导出的解相比,本解析法明显地提高了计算精度。     

非均匀受压下的箍筋约束混凝土本构模型

以Mander提出的箍筋约束混凝土模型为基础,考虑构件非均匀受压下截面应变梯度对箍筋约束效应的影响,引入偏心率系数反映非均匀受压下偏心率对箍筋有效约束力的影响,建立了一类新的箍筋约束混凝土模型.将这一模型与柔度法纤维梁柱单元相结合,实现了在计算过程中动态更新构件不同位置、不同受力状态下的截面偏心率以及相应的约束混凝土应力-应变关系.对钢筋混凝土柱的分析结果表明建立的模型物理意义明确、计算精度较高.     

用上限元法计算L型截面环件在轧制过程中的轧制力

本文利用上限元法,根据 Ｌ 型截面环件在轧制成形过程中的塑性变形区的特点,将变形区划分成三个单元块,建立各单元的动可容速度场,最后计算了轧制力,并将计算值与试验值进行了比较,证明用上限元法做为一个工程计算方法在环轧分析上的合理性及可行性。为探讨异型截面环件轧制变形区中复杂的金属流动规律提供了有益的帮助。     

多道次中厚板热轧过程的综合数值解析法模拟

采用微分方程的解析解法和数值解法相结合的思路建立了中厚板热轧过程温度场、变形场和轧制力的综合求解模型.在该模型中,考虑到轧件厚度方向的温度梯度远大于沿宽度和长度方向的温度梯度,因而将热传导方程简化为一维微分方程,基于拉格朗日坐标建立了温度场的级数解法.针对中厚板轧制的速度场特点设定了速度场函数,基于欧拉坐标架建立了应变速率和应变的数值解法,从而解决了多道次轧制过程的温度场与变形场连续计算问题.利用该模型模拟了中厚板12道次热轧的成形过程,给出了轧件温度随时间的连续变化曲线以及各道次的轧制力、应变和应变速率的分布和大小.模拟结果与工业现场实测数据吻合较好.     

电动车用可控式离心离合器力矩特性

接合速度和力矩调节特性建模是可控式离心离合器在电动车自动变速器上应用的关键。该文首先通过分析离合器力矩特性的影响因素,建立了离心蹄块摩擦接合状态的力矩平衡方程,得到离合器力矩原始解析模型。其次,对离心蹄块的均布离心力和蹄鼓间接触压力合理简化,进一步得到离合器力矩β解析模型。对β为0°~90°的离合器接合速度调节特性和力矩调节特性进行计算分析,结果表明:该模型能够满足电动车用自动变速器对离合器特性的要求。最后,建立离合器虚拟样机,对离合器力矩调节特性进行验证,结果表明β解析模型能够反映离合器力矩调节基本特性。