关于主平面方位角的一个更有效的公式

<正> 国内流行的“材料力学”教科书中,关于平面应力状态下主平面的方位角均采用下述公式:这样作是很自然的,因为根据平面应力状态下任意截面(方位角α)上的剪应力公式和主平面的概念立即可以得出:由此即得(1)式。式中,σ_x、τ_x是垂直于x轴的截面上的正应力和剪应力,σ_y是垂直于y轴的截面上的正应力。α_0就是主平面的方位角。     

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。     

二向应力状态最大主应力方向的最简判别法

在二向应力状态中,已知任一单元体上的正应力(σ_x、σ_Y)和剪应力(τ_x、τ_Y),求两主应力的大小及方向。根据解析法提供的公式是较方便的,但主应力之方位角α_o及α_o+90°须指明哪一个角度是σ_(max)的方位角?哪一个角度是σ_(min)的方位角?这在许多材料力学教材中,都没有说消楚。这里,建议采用本文所介绍的一种简单易懂,一学就会的     

关于平辊轧制压力的计算公式

本文按如下的出发点导出轧制压力的计算公式:(1)以平面压缩过程代替轧制过程;(2)接触面按不同摩擦规律分区;(3)采用非主轴坐标系的形状变形能塑性条件;(4)近似估计纵向应力σ_x沿板厚不均匀分布对轧制压力的影响。导出的计算公式可用于计算冷轧板带和热轧中、薄板的轧制压力。     

异步交叉轧制变形区应力分布特征

分析了异步交叉轧制变形区轧件的受力状态和金属流动特性,采用三维有限差分法对异步交叉轧制下轧件在变形区的应力分布特征进行了三维解析。表明：异步交叉轧制变形区的显著特征是忆件受到纵横双向剪切变形作用,异步比和交叉角的综合作用促使变形应力分布得以均化,这是异步交叉轧制能够显著提高板形控制力并降低轧制能耗的内在原因。     

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.     

轧制压力的数值算法与摩擦系数分布模型

一、问题的提出 1925年,Karman在分析轧制变形区内微分单元体受力状态(图1)的基础上,建立了变形区内的力平衡微分方程dσx/dx-Px-σx/z·dz/dx(?)tx/z0 (1)式中:px—单位压力,[公斤/毫米~2];tx—单位摩擦力,[公斤/毫米~2];σx—由接触摩擦力与张力引起的纵向应力,[公斤/毫米~2];z—微分体高度之半,[毫米]。式中正、负号分     

单元体斜截面上的应力不是其上质点平衡的应力

以直杆轴向拉伸为例说明：单元体斜截面上的平衡应力只是保证斜截单元体平衡的应力，不是保证其上质点平衡的应力；单元体平衡与质点平衡是不同的。推导出二向应力状态下质点的平衡应力为σ′α=(σ2x+σ2y+2τ2+2τ(σ2x+σ2y)1/2(sinα2+cosα2))1/2，质点平衡应力σ′α与x轴的夹角为αx=arctan(τ+(σ2x+σ2y)1/2sinarctan (σy/σx))/(τ+(σ2x+σ2y)1/2cosarctan(σy/σx))。推导出二向应力状态质点平衡应力的极值条件：σx=σy；     

确定护环残余应力分佈的测量理論与方法

有不少文献介绍了筒形件残余应力的测定方法,但这些方法都局限于没有轴向残余应力σ_x的情况下,或者有σ_x存在,σ_x沿轴向也是不变化的。由实践和理论分析可知,在多数工艺生产的护环中存在的残余应力是比较复杂的。不但存在着三向残余应力,而且轴向残余应力σ_x和切向残余应力σ_t沿轴向是变化的。这样,需要研究新的测量方法,来摸清护环中残余应力的分布规律。过去,工厂中已经做过一些大型的解剖试验,试图用切环方法,来确定在某     

基于神经网络与线性回归的轧制力预报

通过将SIMS轧制力计算公式进行相应简约化处理,避免了模型软件在该公式计算时的重复迭代求解,缩短了计算时间,因此更适合在线软件计算.利用现场实际生产数据反向回归出变形抗力模型中的系数,提高了模型中系数的准确性.用神经网络对变形抗力与应力状态系数的乘积加以修正,进一步提高了轧制力预报的精度.预测结果与实测数据比较表明,轧制力预报误差基本在±5％以内,满足了轧制力预报的精度要求.     

异步冷轧轧制压力的近似解

本文运用平面应变剪切压缩模型导出了异步冷轧轧制力的近似上界解和全面考虑轧辊与轧件弹性变形的计算机辅助下界解,阐明了异步轧制降低冷轧压力的机理并给出了可供工程分析、计算之用的理论公式。本解的分析表明,异步冷轧的降力作用随两工作辊的差速比 i,摩擦系数μ及辊径与轧件厚度之比 R/h_0 值的增加而愈趋显著。比较理论计算结果与作者的实验数据,证明二者符合情况良好。本文还藉助计算机对“搓轧”区内的单位压力分布特征进行了分析,讨论了前人理论中的问题,并证明了本文所用下界解压力模型的正确性。     

S异步轧制前滑模型的研究

本文借助于已为实验所证实的张直异步轧制的前滑公式,导出了 S 异步轧制的包角弧影响系数,据此,即可求出 S 异步轧制时的前滑。实验表明:该计算方法精度较高,便于实际应用。     

插销缺口附近局部应力的有限元分析

本文采用轴对称弹塑性非均质材料的有限元程序,分析了插销缺口局部区域的应力状态和塑性变形行为。计算结果表明,缺口处的应力集中系数在弹性范围保持不变;在塑性范围,应力集中系数随外加载荷的增加而下降。当焊缝强度较低时,塑性变形区主要在焊缝中扩大;当焊缝强度增加时,焊缝中的应力增加,塑性变形区减小。插销缺口横截面上轴向应力σ_x与外加载荷σ_N在弹性范围有如下关系: σ_x=1.8σ_N/(2πr)~(1/2) 最后,在插销试验结果应用于工程实际方面,本文应用线弹性断裂力学进行了新的尝试。     

基于多模态和加权支持向量机的热轧轧制力智能预报

为了提高热轧生产过程精轧机组的轧制力预设定精度,需要对轧制力进行高精度的预报.本文通过机理公式计算出轧制力的近似值,然后采集大量的实际生产数据修正轧制力预报值.首先利用聚类方法区分不同的生产状态,其次在相同生产状态下采用加权最小二乘支持向量机计算轧制力的修正系数,最后采用乘法方式修正轧制力,达到高精度的轧制力预测.结果表明,轧制力预报的平均相对误差为3.2%,满足现场的生产要求.     

恒延伸轧制变形区出口处剪应力的探讨

根据Mises屈服条件,基于球应力分量对塑性变形无作用的前提,本文导出了恒延伸轧制变形区出口处剪应力τ的计算公式,并找出了恒延伸轧制变形区出口处τ沿轧件厚度方向上的分布规律。     

异步轧制对IF钢冷轧及再结晶织构的影响

研究了异步轧制对IF钢的冷轧及再结晶织构的影响,并且将模拟的剪切应变随辊速比的变化规律应用到以Taylor模型为基础的织构模拟中,分析了剪切应变εxz值对形变织构的影响.结果表明:随着异步轧制速比的增加,冷轧的α纤维织构组分逐渐减少,γ纤维织构组分稍有增加.异步轧制时,附加的切应变是造成这种变化的主要原因;{111}〈uvw〉再结晶晶核的形成与{001}〈110〉织构组分无关.异步轧再结晶{111}〈112〉织构组分体积分数明显多于同步轧,这是由于在冷变形状态下,{111}〈112〉织构组分就明显高于同步轧制条件.     

金属板材异步轧制力理论模型

目前板材异步轧制解析模型计算精度不高,不便于进行异步轧制参数的研究。本文运用平面应变主应力法将作用于金属板材截面单元的非均布剪切力引入平衡方程,并采用考虑剪切力的屈服方程建立了板材异步轧制解析模型,同时在解析方程中引入修正系数,给出了轧制力和轧制力矩的计算模型。结果表明,截面单元的非均布剪切力是影响平面应变主应力法解析金属板材异步轧制力学模型计算精度的关键因素,藉此建立的板材异步轧制解析模型的计算结果与实验结果具有更好的一致性,不但提高了主应力法的计算精度,而且计算效率高,适于编程计算与控制,更便于表征不同异步轧制参数下轧制力和轧制力矩的分布规律,以及板材异步轧制翘曲模型的准确建立。     

全异步轧制“恒延伸区”力学条件及辊缝的动态补偿

通过实验,本文探讨了在全异步状态轧制“恒延伸区”中压力的波动范围、张力和压力的变化及其定性和定量的分柞,并对全异步状态下轧制“恒延伸区”提出了新的看法。     

异速比对镁合金板材轧制成形的影响分析

基于Deform-3D软件对AZ31镁合金同径同速轧制和异速比为1.1、1.2、1.5、1.7的轧制过程进行模拟,并对板材等效应力、等效应变、轧制力和边部破坏情况进行对比分析。结果表明:异步轧制中由于"搓轧"变形的影响,形成的附加剪切应力大大削弱了外摩擦对变形的阻碍作用。随着异速比的增大,最大等效应力和轧制力显著降低,等效应变增大,有助于降低对轧辊强度的要求及能量消耗,同时可以轧制更薄的产品。然而,随着异速比的增大,板材边部破坏严重。因此,在镁合金板材轧制中,最佳异速比一般不大于1.4.     

AZ31镁合金热轧开坯变形行为的有限元模拟

采用二维弹塑性大变形热力耦合有限元法(FEM),对半连续铸造AZ31镁合金热轧开坯过程第一道次进行模拟,分析变形区内轧件的应力场、应变场的分布及整个热轧过程中的温度场的变化规律.实验结果表明:在轧件变形区内,等效应力沿轧制方向逐渐增大,在中性面附近达到最大值54.1 MPa,随后又逐渐减小;靠近轧件表层σ_x为压应力,靠近心部为拉应力,在变形区σ_y主要为压应力,由表面到中心σ_y逐渐减小;等效应变沿轧制方向逐渐增大,在轧件出口处达到最大值0.253;在整个轧制过程中,轧件内部节点的温度变化缓慢,而表面节点的温度变化剧烈,轧制完成后,表面温度从500℃降低到467℃,中部温度从500℃升高到503.1℃,心部温度从500℃升高到502.2℃.