大型轧机油膜轴承锥套损伤问题研究

本文利用弹塑性接触问题边界元法分析了轧机油膜轴承锥套与轧辊颈装配过程中的变形和载荷特性 ,讨论了接触应力和变形对锥套与辊颈损伤的影响 ,给出了防止锥套与辊颈装配过程损伤改进的具体措施。最后通过实验验证了理论分析结果和改进方案的正确性     

热连轧机油膜轴承弹性过盈装配过程研究

针对宝钢1580热连轧机精轧机组支承辊油膜轴承锥套使用中存在的各类损伤问题，利用三维弹塑性接触问题边界元法定量分析了轧机油膜轴承锥套与轧辊辊颈过盈装配过程中的变形和载荷特性，得出了装拆过程中不同的胀型压力和轴向推力条件下锥套接触压力延母线方向的变化规律，同时锥套端部和密封槽附近接触压力峰值的存在是加速锥套损伤及降低其使用寿命的重要原因。最后，从锥套结构和装配工艺等方面提出了具体的改进措施。     

金属薄带铸轧辊套抗热损伤行为分析

金属簿带铸轧辊套的热损伤(如表面热龟裂、局部塌陷等)，是铸轧辊套的主要失效形式。作从铸轧辊套材质、制造及使用等方面，阐述了铸轧辊套的抗热损伤行为，提出了几种改善辊套抗热损伤能力的途径。     

轧机微尺度行为和油膜轴承寿命

轧机油膜轴承的长寿可靠性,不单是轴承结构、流体润滑冷却、密封以及安装到位等自身问题.目前存在的规律性偏载难题,足以证明单靠油膜轴承自身结构是不可能的.适应空载的轧机辊系,在重载下的微尺度行为,完全破坏了辊系的静定条件而成为超静定辊系,导致无法维持支承辊辊颈和轴承座沿轴向均载的条件,亦即衬瓦和锥套外表面沿轴向不能保持等油膜厚度的自位条件,偏载是不可避免的.轧机辊系微尺度行为是规律性且可控的,非"随机现象".无键连接的弹性结合锥套也存在微尺度行为,等过盈弹性结合锥套可靠性低,必然导致频繁的粘结事故.     

油膜轴承测支承辊轴心轨迹装置

油膜轴承是高精密的滑动轴承,常用于轧机工作辊或支承辊上,利用锥套和衬套之间的间隙形成合理的油楔进行工作。当锥套与轧辊一起旋转时,具有一定粘度的润滑油不断被卷吸进锥套和衬套之间的楔形间隙内,形成油膜以承受轧机的轧制载荷。在轴与轴承的表面形成了完整的压力油膜,使两个摩擦表面完全分离,不发生任何金属接触。超过了轴承两表面微观不平度之和。所以轴与轴承的接触应力不再是赫兹分布,而是流体动压分布力。由于润滑油膜足够厚避免了金属之间的接触,所以油膜轴承属全液体润滑,摩擦系数也很低。由于轧机油膜轴承座的中心是固定的,油膜…     

铸轧温度和辊套厚度对辊套应力场的影响

针对铸轧辊套在复杂工况下承受较大的耦合应力时容易产生疲劳磨损和表面开裂问题,应用AN-SYS软件建立了铸轧辊辊套二维模型,得到了辊套的温度分布规律;通过间接法将热分析结果导入结构模型中,得到了辊套在热应力、过盈装配应力和铸轧力共同作用下的应力分布规律,以及不同的铸轧温度和辊套厚度对辊套应力值大小的影响。结果表明:辊套厚度大于25mm和温度为500℃的工况对延长辊套寿命有利。     

组合式冷轧支承辊热装关键工艺参数模型建立

为定量分析组合式支承辊热装工艺参数、辊套表面状态及材料参数对热装组合式支承辊性能的影响,推导出了热装配合面径向应力、等效应力计算公式、热装过盈量范围公式以及过盈配合面可传递扭矩计算公式,分析了辊套厚度、辊套外表面温度、配合面摩擦系数以及轧制传动方式与组合式支承辊热装最小和最大过盈量之间的定量关系,并得到了辊套厚度、热装过盈量及其结合面摩擦系数对结合面径向应力、等效应力以及可传递扭矩的影响规律,基于ABAQUS软件模拟了热装过程,得到了不同过盈量、不同辊套厚度时的径向应力和等效应力,并与解析模型结果进行了对比。结果表明:提高辊套材料的屈服强度、增大配合面摩擦系数、降低轧制过程辊套外表面温度不但可以明显降低热装组合式支承辊所需最小过盈量并提高热装允许最大过盈量,而且可以增大过盈配合面可承受转矩,对提高组合式支承辊制造技术水平并改善其性能具有重要实际意义。     

立辊轧机的结构与装配要点分析

随着我国经济的快速发展，对于钢材这一工业的基石需求量大增，在钢材生产的过程中，立辊轧机不但起到了疏松板坯表面的氧化铁皮用以除磷的作用，在轧制薄板带钢的生产过程中所起的作用也越来越重要。本文将对立辊轧机在装配过程中需要注意的问题进行介绍。     

铝薄带超常铸轧辊套温度场研究

在分析铸轧辊套传热特征的基础上，对铸轧辊套温度场进行了数学描述．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．对铝合金超常铸轧工况下的辊套温度场进行了仿真分析，结果表明：与常规铸轧相比，超常铸轧工况下的辊套内、外表面最大温差及外表面最大温差显著降低，且辊套温度分布趋向均匀化．     

辊环轧辊的应力分析

给出了辊环轧辊在轧制过程中受到装配应力、热应力和轧制应力的求解式及计算值，并分析了辊环在工作中所受的应力。表明在一定的装配应力下，为保护辊环的使用寿命，轧制应力与热应力值的变化趋势相反。同时批出辊环使用寿命应注意的问题。     

基于接触算法的复合材料层板脱层损伤分析

针对长纤维增强树脂基复合材料层合板的脱层损伤破坏,提出了基于接触算法的脱层预测模型.在潜在产生脱层区域模拟为粘结接触,并将脱层模型作为界面的接触行为,引入一个损伤变量来表征在达到宏观裂纹之前的微裂纹和微缺陷区域面积,从而获得产生损伤时界面的有效刚度.通过结合传统的应力失效准则和断裂力学中的能量释放率准则定义了损伤发展过程中的损伤面,分析了脱层产生和扩展的整个过程.并将该模型通过ABAQUS/Explicit的用户子程序VUINTER实现.对控制双悬臂梁张开位移率方式下裂纹扩展的数值仿真结果与实验结果进行了比较,取得了满意的结果,验证了该模型的正确性.     

面-面接触铝合金紧固件微动疲劳寿命预测方法研究

针对具有面-面接触特征的铝合金紧固件,根据其接触特点,建立有限元模型计算了其应力场分布。考虑接触面高轴应力梯度的力学响应,用接触面应力三维度的概念来反映微动疲劳多轴应力状态。考虑损伤和弹塑性势能的耦合,从热力学第二定律出发,基于损伤力学本构方程,推导出基于热力学耗散势函数的耦合损伤演化模型。结合实验参数,得到预测铝合金紧固件微动疲劳寿命的方法。寿命预测结果与实验值进行对比,误差分散在25%范围内。     

立轴平面强力磨削温度的试验研究

首先对立轴平面磨削接触区的特点和磨削温升规律进行了分析。在此基础上试验研究了诸工艺参数对磨削温度的影响规律;比较了冷却方式及磨削方式对磨削温度的影响程度。试验结果表明,适当选择砂瓦硬度和工艺参数并改进冷却方式,可以在减轻磨削热损伤的前提下提高磨削效率。从减小磨削温度、提高加工效率考虑,逆倾斜磨削方式不失为一种好的磨削方式。     

带肋钢筋与堆石料接触面剪切特性

设计了一种用于堆石料中筋材拉拔试验的试验装置,并开展了带肋钢筋在堆石料中的一系列拉拔试验,研究钢筋-堆石料接触面的剪切特性。试验结果表明:接触面的剪应力-剪切位移关系曲线均呈明显的非线性关系,形状类似于下端开口的抛物线;堆石料上覆压力对试验结果影响较大,随着上覆压力的增加,峰值和残余剪应力均逐渐增加,但峰值剪切位移逐渐减小。此外,基于损伤力学理论建立了一个接触面损伤本构模型,该模型能较好地模拟上覆压力对接触面剪切特性的影响,以及剪应力-剪切位移曲线的应变硬化、应变软化、残余状态等非线性特征。     

Surface characterization of polyimide and polyethylene terephthalate membranes toward plasma and UV treatments

This study is to bring an overview on various methods regarding the surface treatment performed on different polymeric membranes in relation to a deference between the treatment mechanism and their chemical structure. Herein, plasma and UV surface treatments (PST and UST) were utilized to treat the surfaces of two commercial membranes, i.e., aromatic polyimide and polyethylene terephthalate for various durations using a discharge electrode and an UV LED curing system, respectively. Based on the effects of PST and UST processes on the surface of these membranes, their surface properties have been characterized to surface morphology and hydrophilicity (or wettability), at same time the changes have probably occurred on their surface during the PST and UST processes. As a result, their hydrophilic behavior was significantly enhanced after conducting these treatment processes based on the investigation of water contact angle. Moreover, Fourier-transform infrared and Raman spectroscopy manifested the changes in the chemical bonds, interactions and orientations of molecules, which confirmed the apparition and insertion of polar functional groups after the surface treatments, and accordingly, their wettability was enhanced significantly. Also, optical microscopy images showed direct impactions on their surface and the evidence of slight surface aging/damage during the treatment processes based on the presentation of the strange streaks on the treated surfaces. In particular, the peel forces exhibited an increase comparing to the initial membranes, which is characteristically for enhancing their adhesion behavior. Hence, these results are needful for improving the surface properties of a material, and obtaining better adhesion behavior on the membrane-like materials and recycling polymer materials.     

虑隧道表面特性的硬岩全断面掘进装备撑靴接触界面刚度分析

采用修正的各向同性三维分形表面的W M函数构造隧道掘进机掘进后的隧道粗糙表面;考虑法向支撑载荷作用和岩石在压缩载荷下的失效机制,建立了掘进机撑靴与岩石粗糙表面法向接触刚度模型.研究变载荷工况下,不同粗糙隧道表面特性与掘进机撑靴接触界面刚度特性变化规律.结果表明：岩石的失效对接触刚度特性影响明显,相同的载荷下,岩石的失效会带来接触刚度的减小;当岩石弹性模量相同时,接触刚度随着硬度的增大而增大;当岩石硬度相同时,接触刚度随着弹性模量的增加而减小;随着外部载荷的增加,粗糙表面的接触刚度随之增加,而表面粗糙度的增大会引起界面接触刚度相应减小.     

双圆盾构隧道在内部爆炸荷载下的响应分析

摘要：以双圆断面为代表的新型断面隧道结构在软土地铁网络建设中逐渐增多,其在内部爆炸荷载下的动力特性尚未有研究。以软土地区双圆盾构隧道结构为对象,采用动力有限元方法分析了其与炸药接触和非接触两种状态下各5种当量炸药爆炸后的动力响应,得出各工况下隧道结构的最终应力状态,其结果表明隧道结构与炸药接触时,5种工况下隧道结构都有不同程度的损坏,其破坏程度依次增强;隧道结构与炸药非接触时,5kg、10kg、20kg当量炸药爆炸后对隧道结构基本没有影响,而50kg、100kg当量炸药爆炸后隧道结构已严重的损坏。该结果对软土地铁隧道运营安全管理具有参考价值。     

预制表面缺陷对钢滚动接触疲劳性能的影响

10Cr4Ni4Mo4V是在Cr4Mo4V的基础上研制的航空发动机轴承材料。为研究表面损伤对这两种材料疲劳性能的影响,通过含预制表面缺陷和无表面缺陷的滚动接触疲劳实验,研究了表面洛氏缺陷及其边缘突起对这两种材料接触疲劳性能的影响。通过扫描电镜分析了含表面缺陷试样疲劳发展过程及失效形貌,用X射线应力测定仪测量了试样实验前后残余应力随表面至芯部距离的分布。结果表明,表面缺陷以及缺陷边缘的突起均使材料疲劳性能劣化,10Cr4Ni4Mo4V的接触疲劳性能优于Cr4Mo4V。     

接触压力对微动疲劳强度的影响

研究了接触压力对微动疲劳强度的影响,结果表明,微动疲劳极限随接触压力的增加而下降,当下降到一定程度时即保持不变.这是由于起初随着接触压力增大,磨损损伤加剧,导致微动疲劳强度下降.当接触压力增加到一定程度后.由于滑移幅度的减小使得表面损伤减轻,而此时,微动疲劳极限处的最大交变应力很低,裂纹扩展的应力强度因子低于疲劳裂纹扩展的门槛值.因而.微动疲劳极限随着接触压力的增大变化不大.     

双疏水表面润湿和传热动力学研究

为实现润湿图案化的超疏水表面在航空电子设备散热中的应用,本文对液滴撞击双疏水表面(具有疏水性图案的超疏水基质)的润湿行为和传热特性进行了分析.通过使用高速相机和红外相机,我们获取了液滴铺展和回退阶段的动力学以及表面温度和热流量的相应空间分布.本文研究了液滴撞击超疏水、疏水和双疏水表面上的动态润湿和局部传热的差异.此外,本文还分析了表面温度和撞击高度对液滴撞击过程的影响.结果表明,所有表面在铺展阶段都具有相同的润湿特性和相似的传热行为.表面温度变化并不能对铺展阶段表面润湿特性产生较大的影响,液滴铺展时间与表面温度和撞击高度无关.在回退阶段,表面润湿特性的差异使得三个表面之间的传热特性明显不同.双疏水表面特殊润湿特性使得回退阶段液膜的接触线速度存在跳变现象,形成了许多小液滴,增加了接触面积,同时又兼具了超疏水表面的回弹特性.