三维曲面柔性卷板成形技术及其数值模拟

介绍三维曲面柔性卷板成形技术,并与传统卷板成形和多点成形进行了对比. 对柔性卷板成形装置进行研究并开发出相应的实验装置. 建立柔性卷板成形的有限元模型,并对其成形过程进行数值模拟,得到了较好的模拟结果. 模拟了两种不同材料板材的成形效果,分析了其产生不同成形效果的原因.     

辊式磨平均曲面辊压计算方法*

对辊式磨液压系统压力、磨辊与物料的接触面以及磨辊受力进行了分析,提出了一种新的辊式磨辊压计算方法——平均曲面辊压计算方法,并进行了理论公式推导。通过实例计算,从辊压数值计算大小、磨机主要受力部件的应力应变情况和磨机功率三个角度,将平均曲面辊压方法与传统平均物料辊压方法进行对比,验证了该计算方法的正确性和准确性。根据推导出的平均曲面辊压计算公式,分析了磨辊结构形式、物料最大粒度、料层厚度以及液压系统工作压力等设计参数对平均曲面辊压的影响,为辊式磨的设计参数选择以及结构强度计算提供了理论基础。     

四辊轧机轧制工艺参数对工作辊有载辊缝凸度的影响

利用在ABAQUS下建立的二维变厚度等效模型,分析静态下轧制力、弯辊力、工作辊窜辊量对有载辊缝凸度的影响.结果显示,轧制力对辊缝凸度的影响大于弯辊力对辊缝凸度的影响,轧制力、弯辊力波动对辊缝凸度的影响是显著的,窜辊量波动对辊缝凸度的影响是微小的.     

平辊轧制矩形件脱方规律的研究

通过钢辊轧制铅件模拟热轧钢件,研究了平辊轧制矩形件过程,轧件的宽高比、鼓形比和压下率三个参数对脱方的影响。通过实验建立了平辊轧制矩形件及轧件脱方的回归模型。此模型可对平辊轧制矩形件产生的脱方量进行定量计算。     

矫直辊包络线曲面加工新方法

通过对现有包络线曲面加工手段的考察,提出了一种全新的加工方法,可以提高加工精度,提高生产效率,并重点分析了这种方法的原理,介绍了操作中的注意事项等.     

工艺参数对多辊下压式柔性拉形影响的数值模拟

多辊下压式拉形方法是基于新原理的柔性拉形方法。为了研究不同工艺参数对该拉伸成形过程和成形质量的影响,使用非线性动态显式有限元分析软件对该新工艺的成形过程进行模拟。模拟结果表明压辊装置与模具距离越近板料合模越容易,成形效果也越好,而夹持装置和压辊装置之间的距离对成形结果影响不大。进行了相关实验验证,结果表明数值模拟结果与实验结果趋势一致。     

硬质薄规格镀锡板平整轧制变形行为与辊形技术

以某厂镀锡板连退机组双机架HCM平整机为研究对象,理论分析结合有限元仿真和现场实验,对硬质薄规格镀锡板的平整轧制变形行为进行了研究,揭示了硬质薄规格镀锡板平整时轧制力偏大、实际延伸率达不到设定目标延伸率以及实物板形质量较差的原因,确定了相应的解决问题的技术思路.在此基础上,运用基于有限元仿真的辊形设计方法和软件,研制了新的中间辊端部辊形.生产应用结果表明,该中间辊端部辊形能够有效地减轻压靠、稳定实现设定的目标延伸率且实际平整轧制力降低10%～20%,而且还可以根据需要在正常平整轧制力下使实际延伸率增加0.1%～0.2%.     

基于均匀试验的板带轧制头部弯曲影响因素分析

采用均匀试验法对板带轧制头部弯曲的七种影响因素:轧件上下表面温差、轧件初始厚度、导入角、上下辊直径比、上下辊速比、压下率以及上下轧辊与轧件之间的摩擦系数比进行了数值模拟分析。通过分析获得了各影响因素重要性大小排序,并且得到了各影响因素的最优水平。数值模拟试验表明均匀试验法使试验次数大为减少,对提高工程试验效率具有指导意义。     

厚规格钢板差厚轧制数值模拟与工艺研究

基于ABAQUS有限元软件,采用显式动力学算法对厚规格钢板三维常规轧制与差厚轧制热力耦合过程进行模拟仿真,获得差厚轧制变形区金属流动与应力、应变分布规律,研究常规轧制与差厚轧制在轧制过程中轧制力与轧制力矩的变化规律,分析差厚轧制对于轧制过程钢板咬入条件的改善.差厚轧制试验结果表明,制定合理的差厚轧制工艺,可以克服厚板坯轧制时的咬入限制,减小头部冲击造成的力矩峰值的影响,增加厚规格钢板心部变形的渗透,在一定程度上可以改善变形均匀性和组织均匀性.     

三维力柔性触觉传感器设计

对力敏导电橡胶的压阻特性进行了分析和实验验证,得到了传感器单元三维力信息获取的数学模型,并进行了传感器阵列结构和信号处理电路的设计;通过实验对三维力触觉传感器单元进行了验证,并分析了实验结果.实验结果表明,基于力敏导电橡胶的柔性三维力触觉传感器符合设计要求,为进一步研究三维力柔性传感器提供了一种新思路.     

弯曲圆管中矿浆湍流场的三维数值模拟及分析

采用三维、定常、不可压缩,时均Ｎ－Ｓ方程和混合长湍流模型,建立了弯曲圆管中矿浆流动的控制方程和模型,使用有限元法对计算区域进行了离散,并对流动方程进行了求解,为减小用有限元法计算三维湍流场的计算量而采用了加罚有限元法。     

空间曲面三轴联动加工的宏程序编程算法

以半球面的数控铣削加工为例,研究了采用手工编程的方法实现空间曲面的三轴联动加工的宏程序编程算法.同时针对所采用的宏程序编程算法,以FANUC 0i MD系统编程为例,编制了半球面三轴联动的数控加工程序,并在斯沃数控加工仿真软件上进行了仿真加工,证明了编程算法的有效性.     

计算机在三辊联合穿轧机轧辊及顶头设计中的应用

本文详细叙述了Φ５０ 三辊联合穿轧机的轧辊及顶头的设计方法、穿轧无缝钢管的轧制表制定方法。提出并实现了该轧机轧辊及顶头的计算机ＳＰＴ 设计程序。并简述了该程序的研制过程、程序的功能及特点等。实践证明,本文介绍的方法和程序实用可行,具有一定的实用意义。     

一种无干涉曲面刀具路径生成算法

基于曲面分割技术 ,介绍了一种无干涉刀具路径生成算法 ,该算法能够对加工条件的变化 (如刀具直径变化 )做出快速响应 ,实时产生可靠的无干涉刀具路径 .仿真结果证明了对于各种刀具 (包括球头刀及非球头刀 )都是适用的 ,刀具变化时能很快地生成无干涉刀具路径     

用等效磁化区法计算永磁电机的三维静磁场

本文对计算三维静磁场的等效磁化区法作了研究,从理论上证明了用等效磁化区方法计算三维静磁场的正确性,并提出了构成等效磁化区的一般方法。按照等效磁化区法的数学模型,本文对用有限元方法求解三维静磁问题的离散格式作了推导,并研究了用等效磁化区法计算非线性磁场的途径,给出了按牛顿-拉斐逊法求解非线性方程组的雅可比矩阵。应用所编的PORTRAN程序,本文计算了飞轮式永磁发电机的空载和负载三维静磁场,并对电机的端部磁场作了测量。结果表明,计算值与测量值之间虽存在一定误差,但磁密的变化趋势两者基本一致。     

人工髋关节柄磨损评定中的三维表面形貌测量

论述了物体表面形貌的测量在工程上的重要性,指出了目前学术界与工业界所普遍采用的二维表面测量与评定的局限性,进而说明了三维表面测量的重大意义.在此基础上,将三维表面测量仪器,即接触式触针仪器、非接触式光学干涉仪以及原子力显微镜的原理、现状进行了分析比较.同时,对三维表面的评定技术及其三维表面参数,特别是"伯明翰14参数"的发展做了系统的论述.最后,以三维表面形貌测量在人工髋关节柄磨损评定中的应用为例,其结果表明,粗糙表面的髋关节柄和骨水泥之间的磨损为磨粒磨损,而抛光表面的髋关节柄和骨水泥之间的磨损为微动磨损,此为生物医学上进一步降低磨损微粒的产生、提高人工髋关节的寿命提供了重要参考.     

锆板轧制模拟的显式动力与隐式静力有限元法比较

针对用作核燃料元件金属包壳的锆合金板建立三维有限元模型,分别运用显式动力与隐式静力有限元法实现了轧制加工的数值模拟.对两种模拟方法下轧制后工件的几何尺寸、接触面上的轧制压力分布等计算结果进行了分析与比较.研究结果表明:通过选取合理的质量放大因子,显式算法的计算效率远高于隐式算法;而隐式静力方法的计算结果比显式动力方法更加平滑;在轧板中部和远离接触表面处,两种方法所得轧制后工件的尺寸吻合得很好;并且两种方法所得稳定轧制阶段的工件表面接触压力分布总体上较为吻合.所做工作可为核燃料元件轧制数值模拟方法的合理选取提供参考.     

工艺参数对楔横轧4Cr9Si2表面螺旋痕的影响

借助DEFORM软件对4Cr9Si2楔横轧成形过程进行了数值模拟,分析了工艺参数对楔横轧4Cr9Si2轧件表面螺旋痕影响规律.结果表明:轧件表面螺旋痕是轧件在成形过程中产生应力状态改变而产生的缺陷.随着成形角增大,表面螺旋痕深度将增加;随着楔尖圆角增大,表面螺旋痕将迅速降低;展宽角对表面螺旋痕影响较小;断面收缩率减小,塑性变形量小,表面螺旋痕将减轻.通过实验验证了有限元模拟的正确性.最后对某型气门进行了模拟和实验,当Ψ=70.84%时,在α=32°,β=7.5°,R=12mm下得到了表面无螺旋痕气门.     

基于线型激光的钢板表面缺陷三维检测技术

提出将线型激光束垂直投射到钢板表面,通过面阵CCD摄像机采集激光线在钢板表面的图像来计算表面缺陷深度的三维检测方法.利用中点法对激光图像进行细化,并根据稳定点判别依据提取激光线形.采用分区标定方法对摄像机进行标定,由空间还原思想恢复激光线形的空间坐标.根据扫描投影的方法选择理想表面方向作为缺陷深度计算的基准,实现对缺陷深度信息的定量计算.通过对缺陷样品验证的结果表明,采用该方法得到的计算值与实际值非常接近.     

三维各向异性材料数值模型的计算方法

各向异性材料模型的一般计算方法需要编辑偏轴坐标系中的弹性矩阵,其推导过程十分复杂.针对这一问题,提出了一种基于FEM软件中两个坐标系(基本坐标系与辅助坐标系)的新方法.FEM软件自动转换两个坐标系的关系,因此该方法没必要编辑偏轴坐标系中的弹性矩阵,可简化各向异性模型的计算过程.计算结果很好地反映了各向异性材料的方向变化对巷道围岩应力分布的影响.