大型轴类锻件的特殊锻造法

利用水平V形砧锻造法,通过有效控制锻件的纤维流向,改善轴类锻件力学性能的异向性,实现轴类锻件的等向锻造,创造普通锻造法无法达到的特殊锻造效果。定性物理模拟实验证明了水平V形砧锻造法是控制轴类锻件力学性能的有效工艺手段。

普通平板镦粗高圆柱体的拉应力理论的模拟

传统的塑性力学理论认为,在镦粗过程中,镦粗体中心总是处于三向压应力状态。从主动变形区和被动变形区的概念出发,分析了镦粗体内部变形区的应力状态,建立了高径比大于1的圆柱体镦粗刚塑性力学模型。经过定量和定性物理模拟和数值模拟分析,证实镦粗体中心区域并非总是处于三向压应力状态,对实践生产中镦粗工艺的合理制定具有指导作用。

方柱体镦粗的两个新力学模型

在对平板间镦粗圆柱体的研究［１，２，３］基础上，进一步对普通平板间的方柱体镦粗，进行了工程力学的分析，提出了二个新力学模型，并进行了实验验证。这为形成新的拔长理论［４，６］奠定了力学基础。

用发展的Sachs法研究模拟轧辊中的残余应力

对不同辊型、尺寸、材料与加工处理方法的模拟冷轧辊进行了内剥层试验研究。求出了原辊和打中心孔或扩孔后辊内残余应力分布曲线；提出了虚拟打孔法和虚拟剥层法，解决了实心辊中心和空心辊内表层的残余应力的精确测量问题，丰富了Ｓａｃｈｓ内剥层法的内容；机械法打中心孔、热处理前打中心孔、空心辊表淬前改变温度场的方法可降低残余应力值，后者降低残余应力的效果尤为显著。

锻造理论与工艺的进展

塑性加工原理中，在镦粗工艺理论方面，发现、提出与研究了平板间镦粗圆柱体的新理论。在此基础上，提出了广义滑移线法和力学分块祛。为了克服平板激粗时其镦粒体内变形不均匀与应力状态不佳的两大缺陷，从改变毛坯端部的边界条件入手，提出了一种新工艺──锥形板镦粗。在拔长工艺理论方面，应用方柱体镦粗的两个新力学模型与拔长的刚端影响问题，论证了只有砧宽比一个工艺参数的不足，而应补充一个新的工艺参数──料宽比，才能正确描述拔长体中心区域的应力状态与有效控制锻件质量，并进一步解决了该拔长理论工艺参数量值的合理匹配与确定，在“锻造条件对毛坯内部空洞闭合的影响”研究中，提出了增加料宽比对横向拉应力控制的“新FM（FreefromMannesmanneffect）法”。并在此基础上提出了横向无拉应力锻造法。用上述理论指导工艺生产，可大幅度提高锻件的质量。

新FM锻造法

提出一个能控制毛坯变形区中心，既不出现轴向拉应力，也不出现横向拉应力，上用平砧、下用大平台的锻造方法，称之为新ＦＭ锻造法（ＦｒｅｅｆｒｏｍＭａｎｎｅｓｍａｎｎｅｆｆｅｃｔ）。给出了展宽率〔＝（ｂ－ｂ_０）／ｂ_０〕与压下率（η＝△ｈ／ｈ_０）之间量的关系，根据提供的数据表，可进行新ＦＭ法压缩毛坯过程中的截面变换计算，且能使砧宽比（ω／ｈ）、料宽比（ｂ／ｈ）与压下率达到最佳匹配。

新拔长理论工艺参数的量值匹配与确定

对新拔长理论的工艺参数──砧宽比（ｗ／ｈ）和料宽比（ｂ／ｈ）及压下率，给出了合理的量值匹配与确定。这为编制锻造变形工艺提供了可循的依据，且为建立大锻件的专家系统提供一个重要的判据。

用锥形板镦粗的新工艺及其力学原理

在文献［１］中用新的理论，论证了圆柱体毛坯在平板间镦粗，不可避免地存在着内部应力状态不佳与变形不均匀的严重弊病。为了改变这种状态，从边界条件入手，提出了一种新型的圆锥形镦粗板。用该工具镦粗毛坯，改变了其内部的应力状态，有利于毛坯中缺陷的锻合，不利于内部萌生裂纹。所建立的力学模型和物理模拟实验，完全证明了这点。

镦粗工艺理论与技术的进展

提出了普通平板间镦粗圆柱体高径比H／D＞1时刚塑性力学模型的拉应力理论和高径比H／D＜1时的静水应力力学模型的剪应力理论．前者打破了传统工程塑性力学中所阐述的镦粒体内部总处于三向压应力之说．后者圆满地解释了大型饼类锻件中常出现的“夹馅饼”缺陷问题．平板镦粗新理论已被定性物理模拟和定量数值模拟、广义滑移线解、力学分块法和生产解剖试验所证实．在该新理论基础上．进一步提出了方柱镦粗的两个新力学模型、锥形板镦粗的新工艺及其力学原理．

无横向拉应力锻造法

无论是平砧拔长还是新ＦＭ锻造法，都要对料宽比加以控制，才能实现横向无拉应力锻造。对宽板的最后成形锻造，料宽比是无法控制的。只有改变边界条件，才能实现宽板锻件最后成形锻造（窄边竖直情况）无横向拉应力作用。本文提出了一种新型工具──锥面砧，不需控制料宽比，可达到无横向拉应力锻造。

液压胀形轧辊性能的静载实验研究

液压胀形轧辊系统是近年获得迅速发展的新型轧辊系统。本文在国内首次完成了液压胀形轧辊系统的静载实验研究，初步探讨了液压胀形轧辊的胀形变形规律。所得结论在开发及应用液压胀形轧辊系统方面具有直接的理论和实际指导意义。

平板镦粗方形截面毛坯的数值模拟

利用ＡＮＳＹＳ软件，对平板镦粗方形截面毛坯进行数值模拟，定量分析了：刚性区及毛坯的形状变化与压下量的关系，以及纵向中心对称面上的应力应变分布与参数ｌ／ｈ（ｌ为方柱体的横截面边长，ｈ为方柱体的高）的关系，并得出了内部最大拉应力所在位置，与不产生内部拉应力的最小尺寸比ｌ／ｈ的值。从而定量地验证了方柱体镦粗的刚塑性拉应力力学模型的正确性。为进一步研究制定镦粗及拔长工艺参数提供了定量的理论依据。

平砧拔长矩形截面毛坯的新理论

在拔长工艺理论方面，论证了只有砧宽比ω／ｈ一个工艺参数的不足，而应增加一个工艺参数料宽比ｂ／ｈ，才能正确描述拔长毛坯中心区域的应力状态与有效控制锻件质量。该论述已被实验验证。同时用料宽比和砧宽比这二个工艺参数控制锻件内部质量的拔长工艺，简称为ＬＺ工艺。

论知识创新能力

对４个基本创新条件——创新基础、创新才能、创新意识和创新方法的内涵进行了论述。国家的创新能力，包括知识创新能力和技术创新能力。从知识创新思维方法论而言，知识创新能力含技术创新能力。知识创新能力，着眼于研究者与研究群体，可以综合成由４个基本创新条件所组成与相互交织在一起的创新能力系统。

塑性工程力学镦粗和拔长理论与技术的进展

塑性工程力学中,在拔长工艺理论方面,应用方柱体镦粗的两个新力学模型与拔长的刚端影响问题,论证了只有砧宽比一个工艺参数的不足,而应补充一个新的工艺参数——料宽比,才能正确描述拔长体中心区域的应力状态与有效控制锻件质量。并进一步解决了该拔长理论工艺参数量值的合理匹配与确定。在“锻造条件对毛坯内部空洞闭合的影响”研究中,提出了增加料宽比对横向拉应力控制的“新FM(Free from Mannesmann effect)法”。并在此基础上提出了横向无拉应力锻造法。用上述理论指导工艺生产,可大幅度提高锻件的质量。

液压胀形轧辊功能的动载实验研究

结合“九五”国家重点科技攻关项目 ,研制了一对用于四辊轧机的液压胀形支撑辊 ,并在国内完成了液压胀形轧辊的动载实验。研究表明

大型锻件锻造工艺理论与技术的进展

在大型锻件锻造工艺理论与技术领域 ,首先 ,对普通平板间镦粗圆柱体 ,根据其高径比 H /D不同 ,提出了两个新理论 :H / D>1,刚塑性力学模型的拉应力理论 ;H / D<1,静水应力力学模型的剪应力理论。前者打破了镦粗体 (不管高径比大小 )内三向压应力传统之说 ,并为轴对称塑性体的广义滑移线解和主应力分块法、数值模拟求其应力场提供了力学模型 ;后者解决了大型饼类锻件中出现的“夹馅饼”缺陷的难题。在此基础上又提出了锥形板镦粗的新工艺及其力学原理。在拔长工艺理论方面 ,应用方柱体镦粗的两个新力学模型与拔长的刚端影响问题 ,论证了只有砧宽比一个工艺参数的不足 ,而应补充一个新的工艺参数——料宽比 ,才能正确描述拔长体中心区域的应力状态与有效控制锻件质量。并进一步解决了该拔长理论工艺参数量值的合理匹配与确定。在“锻造条件对毛坯内部空洞闭合的影响”研究中 ,提出了增加料宽比对横向拉应力控制的“新 FM法”。在此基础上提出了横向无拉应力锻造法。上述工艺理论指导工艺生产 ,可大幅度提高锻件的质量。

大锻件形变新理论、新工艺及关键技术研究的回顾与展望——为纪念《大型铸锻件》杂志创刊100期而作

《大型铸锻件》杂志创刊 1 0 0期之际 ,回顾了燕山大学经过厂校合作 ,在大锻件锻造新理论、新工艺及其关键技术研究方面取得的进展 ,并提出了相应的展望。

镦粗力学分析

本文对普通平板间镦粗圆柱体进行了力学分析。根据镦粗体高径比H/D的不同,提出了两个新理论:H/D>1,刚塑性力学模型的拉应力理论;H/D<1,静水应力力学模型的剪应力理论。新理论能正确描述其内在应力的近似分布规律,纠正了塑性力学在该方面的错误论点和不完善的阐述,有理论和工程应用价值。

论知识学习与创新意识的培养

以培养与提高大学生、研究生与科研工作者知识创新能力为内涵,从重视自学能力、系统工程能力与创新能力的角度,讨论了知识学习与创新意识培养的关系。