汽车常用金属材料的减碳技术现状

汽车材料在生产过程中产生的大量二氧化碳,占汽车整车全生命周期碳排放量的比例接近15%;随着汽车电动化的推进,该比例越来越高。钢和铝是汽车用量最多的金属材料,本文根据其生产工艺,分析二氧化碳的来源,简述降低碳排放的生产技术,为汽车企业选材提供技术参考。

CFRP缠绕周向内波纹耐压壳铺层优化设计

[目的]为顺应深海潜航器耐压壳结构轻量化、高强度的发展趋势,提出碳纤维复合材料(CFRP)缠绕铝合金周向内波纹耐压壳的结构增强方法,并对其CFRP铺层方式进行优化设计分析。[方法]利用ABAQUS有限元仿真软件,通过改变CFRP铺层参数,根据复合材料层的层间应力分布情况,探究14层CFRP铺层下最佳缠绕角度,进而获得最佳铺层方式。并结合相关强度失效准则,对其强度进行校核。[结果]研究结果表明:CFRP增强周向内波纹耐压壳最优缠绕角度为40°,在铺层方式为(±40°2/±55°2/±70°2/90°2)时,层间应力分布较为均匀。该结构的强度满足实际使用需求,且其质量更轻。[结论]该结构可减轻深海耐压壳整体质量,推动深海耐压壳设计向轻量化方向发展。

功能梯度压电压磁材料中断裂问题分析

分析了功能梯度压电/压磁材料中裂纹在反平面剪切载荷下的断裂问题．为了便于分析，假设材料性质沿着裂纹的法线方向呈指数变化．利用 Fourier 变换，问题可以转化为对未知数是裂纹表面张开位移的一对对偶积分方程的求解，此对偶积分方程采用 Schmidt 方法求解．最后分析了裂纹长度及表征功能梯度材料的参数βl 对应力，电位移和磁通量强度因子的影响．

考虑非均匀应力分布的大型筒节轧制力计算模型

为了准确计算筒节轧制力,建立一种基于切块法的考虑筒节不均匀应力分布的轧制力计算模型。根据轧制过程中筒节和轧辊的几何关系,精确计算筒节内外表面的接触弧长;根据筒节非对称轧制条件,考虑非均匀分布的张应力和切应力,建立筒节轧制变形区(前滑区、搓轧区和后滑区)的力平衡微分方程;基于有限元软件Marc研究大型筒节轧制的轧透性条件。对某厂3 700 mm筒节轧机典型产品进行仿真,结果表明模型计算结果与实测结果误差小于10%,满足工业应用要求;为了满足轧制过程稳定性和异步轧制条件,筒节轧制压下量Δh>20 mm,上下轧辊速比1<v2/v1<1.02;上下轧辊速比对平均切应力影响较大,压下量对平均切应力的影响较小。

基于测厚仪监控的厚控系统动态建模及其鲁棒H_∞控制器设计

为得到高精度的轧机机电液系统整体动态模型,将先进的控制理论应用于传统的轧制领域和提高板带产品质量精度,建立四辊轧机厚度控制系统动态模型,包括轧制过程模型、机架-辊系动态模型和液压伺服系统模型,将三个模型耦合并线性化,得到四辊轧机厚控系统多输入多输出(Multiple input multiple output,MIMO)线性化传递函数模型。考虑最终板厚质量指标,简化MIMO系统,得到基于测厚仪监控的板厚控制系统模型。利用H∞混合灵敏度鲁棒控制理论,采用遗传算法优化选取加权函数,设计H∞鲁棒控制器。仿真研究结果及与常规比例积分微分(Proportional integral derivative,PID)控制效果的比较表明,所设计的控制器对于厚度控制系统的外界扰动和参数不确定性具有较好的抑制性能,提高了测厚仪监控厚度控制系统的动态性能和稳定性。

热连轧机水平振动仿真与实验研究

某热连轧机在轧制薄规格板材时发生强烈振动,为确定其振动类型和振源,对其进行仿真计算和测试分析。首先计算该轧机水平振动和主传动系统的固有频率和主振型;然后对该轧机主传动系统和辊系振动情况进行综合测试,发现该轧机水平振动最剧烈,并引起轧机垂直振动和主传动系统扭振,因此,对该轧机水平振动进行仿真分析,研究轧件厚度以及工作辊和支承辊偏移量对水平振动的影响。研究结果表明:轧件厚度越薄,后张力和轧制力的波动越大,对轧辊水平振动影响增大;工作辊与支承辊偏移量的增大,轧机水平振动降低,达到稳态振动的时间缩短,但该偏移量不宜过大。增加0.7 mm厚垫片减小工作辊水平振动的方案,可以减小间隙,明显抑制轧机水平振动,效果良好。

感应加热与传统加热模式大型筒节加热效果研究

目前大型筒节加热采用台车式电阻炉,能耗大、效率低下,设计一种可调式矩形线圈感应加热方式,研究矩形线圈感应加热方式与传统的电阻炉加热方式和螺旋线圈感应加热方式下大型筒节正火加热过程的温度场和热应力,研究结果表明:采用电阻炉加热时,筒节的温度场分布较均匀,但总加热时间较长,需31.4 h达到正火温度940℃;采用螺旋形线圈感应加热时,总加热时间约为19.3 h,相对电阻炉其加热效率有了大幅度的提升,但加热过程中,筒节内外表面的温差更大,开裂风险更高;采用矩形线圈感应器加热时,在均温段筒节内外表面均分布涡电流和加热功率高于螺旋形线圈感应器,其加热效率得到进一步提高,总加热时间约为9.2 h。筒节的整体加热效果较好,热应力也在筒节材料的承受范围之内。

非对称轧制参数对厚板轧制力偏差的影响

针对某厂5 000mm CVCPlus厚板轧机操作侧和传动侧轧制力偏差过大的问题,基于ANSYS/LS-DYNA,建立了CVCplus厚板轧机有限元模型,仿真分析了轧辊交叉角、窜辊和非对称弯辊力对两侧轧制力偏差的影响;同时对现场轧制过程进行跟踪测试和数据分析,结合仿真和实验结果研究了该厚板轧机轧制力偏差与轧辊交叉角、非对称弯辊力、轴向力和窜辊的关系,结果表明:非对称弯辊力与轧制力偏差具有明显的正相关性,弯辊力偏差>100t时,轧制力偏差超过100t;当轧辊交叉角>0.131°时,轧制力偏差明显增大,并且随轧辊交叉点的移动,轧制力偏差进一步恶化;轧制力偏差较大时,产生较大的下工作辊轴向力,最大可达290t,且上下工作辊轴向力呈非对称分布;轧辊窜辊与轧制力偏差具有一定的正相关性,轧辊窜辊量越大轧制力偏差越明显;从而确定了非对称弯辊力、轧辊交叉角和窜辊依次是该厚板轧制力偏差产生的主要原因。最后,针对现场实际情况,提出了轧制力偏差抑制措施,使现场轧制力偏差控制在100t范围内,控制效果良好。

四辊轧机辊系的横向自由振动

为研究轧机辊系沿辊身长度方向的振动特性及其对板带材板形质量的影响,以四辊轧机为研究对象,将工作辊和支撑辊看作弹性连续体,辊间接触认为是Winkler弹性基础,建立轧机辊系的横向振动模型。根据欧拉-伯努力梁理论,采用模态叠加法对轧机辊系自由振动耦合方程进行求解,得到四辊轧机辊系横向振动的自然频率、主振型和振动方程。对宝钢2030冷轧机组进行数值模拟,分析其辊系横向振动特性。研究结果表明:四辊轧机辊系横向振动包括2个无限序列的自然频率ω1n和ω2n;辊系横向自由振动由2种振动模式组成,即低频的同步振动和高频的异步振动;辊系横向振动中模式n=1起主要作用,低阶时工作辊的振动比支承辊的振动剧烈;高阶时支承辊振幅大于工作辊振幅,奇数阶振幅大于偶数阶振幅;轧辊横向振动对带材板形质量有重要影响。

新时代高校研究生思想政治教育的守正与创新

高校研究生思想政治教育承载着为实现中华民族伟大复兴培养合格接班人的重大使命,高校开展研究生思想政治教育是推进研究生教育教学改革的重要环节。文章围绕新时代高校研究生思想政治教育的新形势、新目标、新要求,分析了研究生思想政治教育的守正基础,即“三个坚持不动摇”,探讨了创新方法,通过理念、模式、机制创新找准新时代研究生思想政治教育新定位、新矛盾、新内容,论证了“守正”与“创新”之间的辩证统一关系,旨在为新时代高校研究生思想政治教育研究提供理论和实践依据。

机械学科视角下的未来工程技术人才培养现状及发展趋势

随着人工智能、大数据、物联网等新技术的不断发展,工程技术正面临着巨大的变革,智能化成为未来工程技术领域发展的必然趋势。未来工程技术的智能化将极大地促进我国社会经济的快速发展,同时对领域内人才提出了更高的要求。文章从机械学科视角出发,分析了未来工程技术的内涵及时代背景,阐述了未来工程技术人才培养的现状,论述了未来工程技术人才培养的发展趋势,以期为高等院校机械学科人才培养模式改革提供理论实践参考。

报废汽车材料的回收利用技术研究

随着汽车工业的快速发展,汽车报废量也急剧增加,由此带来的资源回收利用的问题引起各国的重视。报废汽车中的金属材料和塑料、橡胶、玻璃等非金属材料具有回收再利用的价值,对这些材料进行回收利用有利于改善环境状况、节约资源、提高经济效益。综述了这些材料的回收利用技术,为我国报废汽车的回收利用提供参考。

汽车禁限用物质的替代技术研究

简要概述了汽车禁限用物质的替代技术,以期为汽车企业管控禁限用物质提供技术支持。

锥辊辊系与平辊辊系下大型锥形筒体轧制辊系优化研究

针对大型锥形筒体轧制成形轧机辊系配置问题,研究了锥辊辊系与平辊辊系2种配置条件下筒节的轧制成形过程。基于有限元DEFORM软件建立了锥辊与平辊2种辊系配置下2.25Cr1Mo0.25V钢大型锥形筒体的轧制过程模型,并对模型的可靠性进行了评估;仿真分析了2种辊系配置下辊系参数对轧制过程的影响。结果表明,2种辊系配置下,外辊尺寸对锥形筒体塑性变形和温度场分布的影响比芯辊尺寸的影响更明显;2种辊系配置都存在最佳的外辊等效半径和芯辊等效半径使得大型锥形筒体轧制变形最为均匀,外辊最优等效半径为990 mm,芯辊最优等效半径为700 mm;锥辊辊系配置下筒体等效塑性应变效率更高、温度分布更均匀,锥辊辊系轧制效果优于平辊辊系。

四辊轧机电液IGC系统鲁棒H_∞控制器设计

针对某四辊冷轧机,建立了其二自由度机架-辊系动力学模型,并进一步建立其电液IGC(Ingap Gauge Control)闭环控制系统模型。考虑此电液IGC模型的参数不确定性,利用H∞混合灵敏度简化算法设计了辊缝闭环控制器。仿真研究结果及与常规PID控制效果的比较表明,所设计的控制器对于电液伺服系统的参数不确定性具有很好的抑制性能,提高了电液IGC系统的动态性能和稳定性。

压电材料中两平行不相等界面裂纹的动态特性研究

利用Schmidt方法,研究了压电材料中两个平行不相等的可导通界面裂纹对简谐反平面剪切波的散射问题· 利用Fourier变换,使问题的求解转换为对两对以裂纹面张开位移为未知变量的对偶积分方程的求解· 数值计算结果表明,动态应力强度因子及电位移强度因子受裂纹的几何参数、入射波频率的影响· 在特殊情况下,与已有结果进行了比较分析· 同时。

大型筒节2.25Cr-1Mo-0.25V钢的组织遗传及轧后冷却控制

根据大型筒节的轧制和轧后冷却模型,模拟大型筒节轧制截面的应变率和轧后冷却速度曲线;结合Gleeble-3800对金属小试样2.25Cr-1Mo-0.25V钢进行了热压缩模拟实验,得出了多道次压缩的流变应力曲线;分析了小试样热变形后不同冷却方式对其组织形貌的影响和对后期正火晶粒细化的作用。结果表明,2.25Cr-1Mo-0.25V钢轧制过程心部大部分区域温度不变;轧制压下率低,心部应变率不足10%;道次间歇时间长,静态软化率高达95%,奥氏体晶粒回复长大;轧后空冷过程心部冷却速度缓慢,冷却后基体主要为粒状珠光体组织,经后期热处理晶粒不易细化,是造成组织遗传的主要原因;增大轧后冷却速度和降低冷却转变温度有利于后期热处理晶粒细化,采用喷淋-空冷联合冷却能充分利用大型筒节的轧后余热,冷却过程热应力较小,有利于促进后期热处理组织细化。

一个通用的网络安全协同联动体系模型

鉴于现有的协同联动工作缺乏扩展性和统一性的问题,基于冯.诺伊曼体系提出一个网络安全协同联动通用体系模型,实现一个协同联动系统,并通过真实数据的实验验证体系模型及系统的有效性。实验结果表明,该协同联动体系模型具有良好的通用性、可扩展性和实际应用性,其相应系统能够有效地完成单源、多源安全事件的协同联动工作,挖掘多源安全事件之间的关联关系。

汽车大气腐蚀/老化试验标准分析

汽车整车及零部件的腐蚀/老化会影响汽车的外观、使用功能等,因此,国内外各主机厂在研发设计新车型时非常重视汽车的腐蚀/老化,并通过腐蚀试验验证耐腐蚀性能。本文分析了汽车整车、零部件、材料的腐蚀试验及相关标准,为汽车腐蚀技术人员提供参考。

武器装备温度冲击试验数值模拟

根据GJB 150．5-86中提供的军用设备温度冲击试验方法,对武器装备和设备做了数值模拟分析。结果表明,由于隔热层的存在,温度冲击对武器装备内部设备的影响非常小,而单独针对设备的温度冲击试验对设备的影响则是非常严酷的。因此,该试验方法对于有隔热层而不会经受急剧的极端温度变化的设备是不适用的。