铝合金变直径管材旋弯渐进成形规律有限元模拟研究

研究设计了一种用于旋弯渐进成形的双辊柔性弯曲模,其可对管材施加较强周向约束,且成形中可自适应转动。相比传统圆弧型单辊弯曲模,新型双辊柔性弯曲模能够有效降低旋弯渐进成形弯曲力,提高成形稳定性,并抑制管材截面畸变。在此基础上,建立了铝合金管材旋弯渐进成形-回弹全过程有限元模型,并通过与柔性弯曲成形对比,分析获得了旋弯变形耦合对成形结果的影响规律,发现在旋压基础上引入弯曲工步,会引起一定程度的截面变形和壁厚不均匀现象;在弯曲基础上引入旋压工步,会减小弯曲段截面变形量,增加内外脊线壁厚差异,加剧起皱风险,减小成形后的回弹变形。

长挑臂闭口钢箱组合梁桥设计及其关键技术

为满足黄河桥梁跨度需求和减少临时施工设施对黄河泄洪的干扰,该文以临猗黄河大桥为依托,其主桥采用(112+28×128+120) m连续长挑臂闭口钢箱组合梁,共分两联,最大联长1 912 m。钢箱组合梁采用无临时墩顶推法施工,闭口钢箱梁顶推到位后再安装桥面板,桥面板安装顺序为先跨中正弯矩区后支点负弯矩区。重点对组合梁负弯矩区力学性能优化措施、斜撑抗疲劳设计和2.5 m高声屏障抗风优化设计3个关键技术问题开展研究,结果表明:负弯矩区采用双结合构造可降低钢箱梁底板压应力和桥面板裂缝宽度,张拉体外预应力钢束的优化效果随着混凝土收缩徐变作用逐渐降低;相同截面积的方钢管斜撑抗疲劳性能优于圆钢管;折线形声屏障可有效抑制主梁涡振响应。

Q345B帆形板渐进弯曲加载路径研究

目的提高渐进弯曲成形中厚高强钢板帆形件的精度,基于最小能量法提出不同加载路径并进行实验对比,以获取满足精度需求的加载路径。方法选用Q345B为实验材料,进行不同加载路径的单层和多层渐进弯曲成形实验,使用视觉检测系统获取样本形状数据。分析不同加载路径的缺陷影响,并在沿x轴截面、沿y轴截面和沿x=y截面上对不同加载路径的成形形状和成形误差进行对比分析。进一步引入辅助支撑与辅助加热装置进行实验,对在有无辅助支撑和有无辅助加热条件下的结果进行分析。结果在“由里到外”的加载路径下,单层与多层成形的平均误差分别为8.5 mm与6.5 mm;在“由外到里”的加载路径下,单层与多层成形的平均误差分别为3.2 mm与2.7 mm。在“由外到里”加载路径多层成形的基础上引入辅助支撑后平均误差降为1.16 mm。在增加辅助支撑的基础上再增加辅助加热(将板材加热到300℃),板材平均误差降为0.8 mm。结论“由外到里”加载路径为更好的加载路径。同时增加辅助支撑与辅助加热可进一步改善成形缺陷、提高成形精度。

某型火箭整体壁板增量压弯成形试验

采用逐点增量弯曲的方法对某型火箭的网格式带筋整体壁板进行了试验研究,获得了正确的工艺路线和工艺参数,满足了壁板的外形检验要求。试验证明,增量压弯成形工艺是成形具有一定曲率外形的复杂结构整体壁板的合理而有效的方法。

基于响应面法的钩尾框渐进热弯曲工艺多目标优化

根据某锻造厂生产某型号钩尾框弯曲工艺中出现弯曲载荷过大、根部拉伤以及平板根部变薄严重的问题,提出一种新型厚板渐进热弯曲工艺。以降低弯曲载荷、降低根部出现裂纹趋势以及保证钩尾框平板厚度合理为优化目标,并以凸模速度、副辊尺寸、辊与坯料间摩擦因素以及主副辊在高度和水平方向的距离为优化变量,采用正交实验与Design-expert软件进行响应面(RSM)拟合建模分析,得到3个目标量的二阶响应面模型,并通过数值模拟验证所建立的响应面模型准确性,其相对误差小于8%,可用于后续优化。生产实践结果表明,通过多目标优化后钩尾框新型渐进弯曲模结构可以把弯曲载荷力降低40%,能够有效降低根部出现裂纹趋势保证平板最小厚度。

配置600MPa钢筋的无粘结部分预应力混凝土梁试验研究

通过进行9根配置600 MPa级钢筋的无粘结部分预应力混凝土梁的试验研究,研究预应力度、非预应力纵向受拉钢筋强度等级及配筋率、混凝土强度等级对无粘结部分预应力混凝土梁受弯承载力、应力增量及刚度的影响。研究结果表明:增加预应力度和非预应力筋配筋率能够显著提高配置600 MPa级钢筋的无粘结部分预应力混凝土梁的受弯承载力,减缓试验梁的刚度退化。随着预应力度或非预应力筋配筋率的增加,配置600 MPa级钢筋的无粘结部分预应力混凝土梁的预应力筋应力增量减小。提高非预应力钢筋强度等级,能够使预应力筋的极限应力增量和结构的极限承载能力得到提高。

整体壁板增量压弯过程应力应变模拟

整体壁板结构特点为蒙皮和纵横交错的加强筋为一整体,将机械加工后的平面外形的壁板毛坯成形为具有复杂曲面外形的壁板零件具有很大的难度。本文采用MARC有限元软件分析了整体壁板成形过程中应力应变变化情况。研究表明:整体壁板成形过程中,筋条处的应力状态最为恶劣,筋条与蒙皮过渡区处于三向拉应力状态,同时有剪切塑性应变发生,容易导致该处开裂,对于高筋条来说,还容易导致失稳现象发生;筋条的塑性变形既有凸模下压导致的塑性变形,又有蒙皮回弹导致的塑性变形;塑性变形区主要集中于筋部,蒙皮几乎不发生塑性变形;成形后的壁板将保留较大的残余应力,该应力主要是由蒙皮弹性回复所引起。

机器人弯制正畸弓丝成形控制点规划及实验研究

错颌畸形是目前危害人类健康的第三大口腔疾病,固定矫治是一种常用且有效的正畸治疗手段,其中矫治弓丝的弯制是重要部分。机器人以其精确的位姿控制和刚性保持能力可以克服弓丝的超弹性实现弓丝弯制。基于幂函数模型建立了分段式的正畸弓丝数学模型,提出采用增量法实现正畸弓丝成形控制点的规划,进行了增量法实现正畸弓丝成形控制点规划策略的研究。通过正畸弓丝成形控制点规划实验,分析不同等分数下初始精度值对控制点数目和面积误差的影响规律,以及控制点数目和面积误差之间的关系。基于正畸弓丝弯制机器人实验系统,针对一例患者的口腔参数,进行了正畸弓丝弯制实验研究,结果验证了正畸弓丝成形控制点规划策略的有效性。

金属薄板微成形技术的研究进展

文章阐述了金属薄板微成形的基本概念和金属微成形中的尺寸效应,综述了微拉深、增量成形、微弯曲和冲裁等薄板微成形技术的研究现状,并简单介绍了作者的研究成果,展望了薄板微成形技术的发展方向和趋势。

钣金V形折弯成形的回弹控制研究

为了实现对钣金V形折弯回弹的有效控制,在折弯加工过程中逐渐修正材料的性能参数,从而准确计算最终的折弯深度参数.本文对板料进行几次增量式的折弯加工,获取相应的成形及回弹角度参数,并通过理论模型修正材料的性能参数值,进而利用修正后的材料参数计算折弯深度参数.实验结果表明:修正后的材料性能参数接近拉伸实验的结果,折弯成形角度的偏差小于1°.增量式折弯方法避免了由材料参数误差引起的回弹控制误差,有效提高了V形折弯回弹的控制精度."

配置HRBF500钢筋的无粘结预应力梁受弯性能试验研究

进行了10根简支梁的受弯性能试验,研究了以HRBF500钢筋作为纵向受拉钢筋的无粘结预应力混凝土梁的破坏特征、预应力增量、受弯承载力以及位移延性。试验研究表明:在达到极限状态之前,试验梁中受拉的HRBF500钢筋均已屈服;梁破坏时,受压区混凝土压碎,破坏较为突然;无粘结预应力筋的实测极限预应力增量与综合配筋指标仍基本成线性关系,但较规范GB 50010-2010中公式的计算值明显偏大,计算值与试验值比值平均为0.35;梁跨中的屈服位移较大,但位移延性较差,位移延性系数平均为1.67,且随综合配筋指标增大,位移延性系数减小。根据笔者及相关文献中的试验结果,分析得到了无粘结预应力筋的极限预应力增量计算的建议公式,当极限预应力增量试验值<450MPa时,该式的计算值与试验值符合较好。

宽板塑性弯曲应变增量中性层的分析

基于塑性变形体积不变和应力中性层处切向应变增量为零等变形特征,提出应变增量中性层的概念,分析了应变增量中性层的位置,推导了应变增量中性层半径的计算公式,并将应变增量中性层与应力中性层从概念和半径的计算公式等方面进行了探讨,利用数值模拟分析对所建立的计算公式进行验证,所得结果可为宽板塑性弯曲变形及其板厚变薄规律的研究提供理论依据。

体外预应力混凝土梁体外筋应力增量的试验与研究

本文在对七根体外预应力混凝土梁进行试验研究的基础上 ,分析和研究了体外预应力混凝土梁的体外筋应力增量和梁体的整体变形关系 ,推导出了以构件的挠度和梁端转角为参量的体外筋极限应力增量的计算公式 ,并将试验结果与该公式的计算值进行了对比分析 ,结果表明 :计算结果与试验结果较为吻合 。

行星齿轮系统弯扭耦合振动的增量谐波平衡法

针对行星齿轮传动机构弯扭耦合振动方程是半正定方程而无法直接采用增量谐波平衡法进行求解的问题,引入微小相对位移量来描述行星齿轮系统中各个部件之间的相对运动.采用运动转移矩阵将半正定方程转化为正定方程,同时考虑齿轮啮合刚度时变的非线性特性,采用增量谐波平衡法分析了行星齿轮系统非线性动力学响应.通过与数值求解方法Newmark-β法相对比,计算结果一致,验证了本文方法的正确性及高效性.

配置HRB500级非预应力筋的无粘结部分预应力混凝土梁受弯性能试验研究

无粘结部分预应力混凝土梁受其自身结构特点的限制,抗弯承载力较低.为改善无粘结部分预应力混凝土梁的受力性能,开展了HRB500级钢筋在该结构形式中的应用研究.主要考虑了非预应力强度等级及非预应力筋配筋率对无粘结部分预应力混凝土梁受弯性能的影响.研究结果表明,HRB500级钢筋的加入显著提高了该结构的受弯性能.

缘条类零件的增量成形技术

以波音737-700飞机垂尾后梁缘条零件为例,介绍了增量压弯成形技术在缘条类零件生产中的应用;在有限元分析的基础上,研制了专用成形设备,设计了专用成形模具,通过工艺试验,确定了成形工序及工艺参数。

预应力钢箱高强混凝土组合箱梁抗弯承载能力研究

预应力钢箱高强混凝土组合梁将组合梁技术、现代预应力技术与高强混凝土有机结合在一起,已在工程中广泛使用,其抗弯能力是工程上最为基本也是最重要的要求。为掌握预应力钢箱高强混凝土组合梁的受弯性能,得到其极限抗弯承载能力,设计足尺试验梁。试验在自行研制的试验装置上进行;得到试验梁的弯矩挠度曲线、滑移特征曲线、预应力筋应力力增量及截面高度应变分布等重要参数,描述其破坏形态。后根据内力平衡和弯矩平衡分析,得到预应力钢箱高强混凝土组合梁极限抗弯承载力计算公式。并选取众多文献的组合梁试验结果,进行计算值和实测值对比分析,结果吻合良好。提出的极限抗弯承载力计算方法适用于采用普通钢的组合梁和预应力组合梁。而对于高强钢预应力组合梁采用简化塑性理论计算结果稍大。总体而言,预应力筋的存在能提高组合梁的弹性工作范围和极限抗弯承载力,减少结构变形,使普通钢-高强混凝土组合梁具有更好的工作性能。

网格式整体壁板增量弯曲工艺知识库研究

针对网格式整体壁板数字化加工制造的需求,建立了自适应增量弯曲工艺知识库系统,阐述了系统的体系结构与实现方法.基于增量成形以及自适应控制的基本理论,提出了自适应增量弯曲成形工艺知识库参数获取方法(直接法、单特征法、双特征法、三特征法、多点回归求解法),在此基础上,建立了一种基于工艺特征方程的自适应增量弯曲工艺知识库系统.研究表明,所设计的系统能够按照一定的计算法则,给出待加工零件的弯曲工艺参数,实现了网格式整体壁板增量弯曲成形过程中的工艺参数自动预测与调整,并在实际应用中进行了验证.

网格式整体壁板自适应增量压弯预测

阐述了网格式整体壁板自适应增量压弯成形过程的基本规律,讨论了直接法、单特征法、双特征法、三特征法与两点法的实现技术、数据基础及其适用范围;在此基础上进行程序设计,得到相应结构下压下量与弧高值特征方程,并自动给出对应压下量与弧高值;在与实验值的对比分析后,验证了这些预测方法的可行性.

递增负荷运动对SD大鼠股骨和腰椎最大载荷的影响

目的:分析递增负荷运动对SD大鼠股骨和腰椎最大载荷的影响。方法:170只3月龄雌性SD大鼠随机分为基础对照组(C0)和8个训练周期(2W、4W、6W、8W、9W、11W、13W和15W)的对照组(C2W,C4W…C15W)与运动组(T2W,T4W…T15W),每组各10只。运动组进行递增负荷跑台训练。实验后,取左股骨和第二腰椎,分别采用三点弯试验和压力试验测定其最大载荷。结果:在15周的实验期内,对照组与运动组股骨最大载荷变化趋势比较一致,无显著性差异;对照组与运动组第二腰椎最大载荷则表现出显著性差异(P<0.001)。结论:SD大鼠在生长过程中股骨及第二腰椎最大载荷变化存在差异,递增负荷运动对SD大鼠骨最大载荷的作用因运动强度及骨质的差异而不同。