切缝辅助滚刀破岩临界间距试验及预测模型研究

提高坚硬岩石条件下滚刀破岩能力是隧道施工的长期追求目标,而采用水射流辅助滚刀破岩可有效降低岩石开挖难度和刀具载荷,是一种很有前景的新型破岩技术。针对水射流切缝辅助滚刀破岩这一方式,首先采用破岩试验验证了切缝间距对切缝辅助滚刀破岩效果的影响,证明在岩石材料、贯入度、切缝深度一定条件下,切缝辅助滚刀破岩存在一个临界间距,当切缝间距小于临界间距时,切缝侧才能发生贯通破碎;然后采用岩石剪切破坏理论分析并提出了一个线性化临界间距计算模型,该模型表明临界间距的大小与切缝深度L和贯入度H的差值(L-H)线性线性相关。

压边力对电磁钢板圆盘剪分切的影响研究

实验选用0.50 mm厚的电磁钢板进行圆盘剪分切加工,从板材剪切断面形貌、边缘加工硬化及剪切力三个方面研究了压边力的影响,以深入理解圆盘剪分切塑性变形及断裂机理。实验结果表明,压边力对电磁钢板剪切断面特征、加工硬化程度及剪切力大小有直接影响。采用Deform-2D有限元软件进行了剪切过程等效应变的仿真,模拟结果也证实了压边力对板材变形的影响。在此基础上,建立了板材在分切过程的力学模型,探讨了压边力的作用机理。

圆盘剪分切过程硬质合金圆盘刀磨损及其对分切质量的影响

采用硬质合金圆盘刀进行电磁钢板的圆盘剪分切试验,利用轮廓仪和光学显微镜等检测分析了不同分切长度时圆盘刀的磨损情况及电磁钢板分切断面形貌,研究了圆盘刀的磨损规律及其对分切质量的影响。结果表明,圆盘剪分切中硬质合金圆盘刀的磨损,主要表现为刃口半径和侧边磨损带宽度的增大,而圆柱面的表面粗糙度变化不大。随着分切长度的增加,圆盘刀的磨损加剧,侧面磨损带宽度逐渐增大,刃口半径也随之增加。圆盘刀的磨损直接影响了分切断面质量,当电磁钢板分切长度达到8 000m左右时,刃口半径超过43μm,板材分切断面质量恶化。硬质合金圆盘刀使用的最佳分切长度在8 000m以内、刃口半径小于43μm。

硬质合金圆盘刀分切硅钢片的磨损形态及机理研究

分析了圆盘剪分切加工过程中圆盘刀的受力,利用硬质合金圆盘刀进行了硅钢片的分切加工试验,研究了硬质合金圆盘刀的磨损,对比分析了圆盘刀刃口磨损前后的表面形貌、微观结构和钴元素含量的变化,探讨了其磨损形式及机理。结果表明,硬质合金圆盘刀磨损主要在刃口两侧形成磨损带,随着磨损的发生,圆盘刀切削刃过渡圆弧半径增大、刃口变钝,刀具的磨损形式主要表现为WC硬质颗粒裸露脱落及材料的黏结撕裂,磨损机理主要为硬质合金黏结相钴元素的流失、疲劳磨损和黏结磨损。

不锈钢薄板圆盘剪分切过程有限元仿真研究

针对金属板材圆盘剪精密分切工艺,应用DEFORM-2D仿真软件建立金属板材的圆盘剪分切模型,采用Oyane韧性断裂准则分析304不锈钢板材在圆盘剪分切加工中的弹塑性变形、断裂过程,研究裂纹的产生与扩展、材料断裂分离机理及断面形貌特征。根据板材在分切过程中的静水应力变化,提出用塌角区出现最大拉应力时的切入时间t1、分切区出现拉应力时的切入时间t2及t1之间的时间差t来简便直观地判断分切断面的塌角高度和剪切带高度的变化趋势,t1和t越小,最后形成的塌角和剪切带高度越小。揭示圆盘剪轴向间隙对分切断面形貌的影响规律,随着轴向间隙的增大,塌角高度和撕裂角逐渐增大,剪切带高度逐渐减小,而毛刺高度则先略微减小再急剧增大。有限元仿真结果与实际圆盘剪分切试验结果具有良好的一致性。

镀锌板圆盘剪分切侧向间隙对断面形貌的影响

通过镀锌板圆盘剪分切加工实验,研究镀锌钢板分切断面形貌特征及分切侧向间隙对剪切带、断裂带、塌角、撕裂角、毛刺等特征的影响规律。结果表明,侧向间隙是影响分切断面形貌的关键工艺参数,随着侧向间隙的增大,分切断面的剪切带高度迅速减小,塌角和撕裂角呈线性增大,而毛刺高度则先增大后减小再急剧增大。侧向间隙较小时,分切断面以塑性剪切带为主,表面质量和精度较高;侧向间隙较大时,以粗糙的断裂带为主,表面质量和精度较差;侧向间隙为板材厚度的1.25%～2.50%时,分切断面具有较为理想的表面质量。

圆盘剪分切断面形貌形成机理研究

为深入分析圆盘剪分切加工机理和提高分切质量,应用DEFoRM-2D仿真软件研究圆盘剪分切过程中镀锌板断面形貌特征及形成机理,仿真与试验结果具有较好的一致性。断面形貌特征的形成与分切过程中板材的应力应变状况密切相关,利用板面历史最大切应力变化可以预测塌角和挤压带宽度的变化趋势,根据塌角开始和终止成形时刀具行程差可以判断塌角高度变化趋势。随着离圆盘刀侧边距离的增大,塌角区板面的历史最大切应力先增大后减小,而挤压带板面切应力逐渐减小。随着圆盘刀的切入,板材的剪切力先急剧增大,然后缓慢增大到峰值后缓慢下降,出现裂纹后迅速减小。圆盘刀之间的侧向间隙直接影响板材的应力应变、裂纹的形成及其扩展,从而决定板材的剪切力和分切断面形貌,较大的侧向间隙有助于裂纹的扩展。

金属板材分切圆盘刀磨损过程仿真建模

基于金属板材纵剪分切加工圆盘刀磨损实验和ARCHARD磨损模型,应用有限元仿真软件DEFORM-2D建立了圆盘刀刃口磨损模型,圆盘刀刃口磨损仿真轮廓与实际磨损轮廓具有良好的一致性。研究发现圆盘刀刃口各点的磨损率不同,在一个分切周期中,从圆盘刀刃口圆弧的圆柱面边界点到侧面边界点,磨损值先逐渐增大后快速减小,形成从初始圆弧变化为磨损后的椭圆弧的刃口过渡圆弧。仿真计算了圆盘刀稳定磨损阶段的刃口磨损量3D云图,呈现为向圆盘刀侧边倾斜的山丘状,分析了刃口锋利度与圆盘刀刃口磨损分布的关系,刃口越锋利磨损率越高,随着圆盘刀刃口锋利度减小,磨损峰值和不均匀性减小。

铝合金带材的纵切工艺

总结了铝合金带材纵切工艺,分别对纵切刀具、材质、刀具的磨削、装配方式、剪切工艺等进行了论述。对提高铝合金带材的剪切质量有参考作用。

一种新型四矩阵的绝对式编码盘

为满足编码器小型化、高测量精度的发展要求,解决编码盘输出位数与尺寸间的矛盾,通过对光电轴角编码器的核心元件编码盘的编码原理,码盘、狭缝盘的布局结构进行设计,提出了一种新型四矩阵的绝对式编码盘。该码盘具有三圈码道,且三圈码道的通光区段和非通光区段各自的总宽度均等于11.25°的整数倍。与之配合的狭缝盘具有三圈狭缝,狭缝窗口分布在90°范围内,有效地缩小了尺寸。在读取信号的方式上与传统的四矩阵编码方式相比,由四头读数改为单头读数。试验证明,由新型四矩阵的绝对式编码盘制成的编码器不存在误码现象,而且无需电子细分,可以输出十位格雷码,测角分辨率为0.351 562 5°,体积为30 mm×25 mm。实现了编码器结构简单、精度高、体积小的发展要求。

一种新型的绝对式矩阵编码盘

通过对绝对式矩阵编码盘工作原理和编码方式以及狭缝盘的布局进行分析,设计出一种刻划仅三圈且无须电子学细分便可输出十三位码的绝对式矩阵编码盘,其分辨率可达1.53mrad,是传统三圈绝对式矩阵编码盘的16倍,以它为核心的编码器的外径尺寸为Φ30mm,远小于同样圈数的传统矩阵编码器的尺寸,经简单的二倍电子细分精度便可达到80″,适应了传感器体积小型化的发展趋势。

平行双缝倾角变化混凝土圆盘的三维动态研究

为研究动荷载下平行双缝倾角变化对混凝土圆盘的影响基于有限元方法建立平台巴西圆盘的三维动态数值模型.采用Weibull统计学理论考虑混凝土材料的非均匀分布研究应力波作用下平行双缝倾角变化对裂纹扩展模式的影响得到裂纹萌生、扩展直至贯通的破坏全过程图与声发射图.结果表明试件的破坏是劈裂性的新生裂纹扩展的方向与动荷载加载方向一致声发射活动随预制裂纹倾角增大而减少双缝预制裂纹倾角越大峰值荷载越大声发射累积能量越小试件越不容易发生破坏.

圆盘剪分切工艺有限元仿真研究

基于金属板材圆盘剪分切工艺,应用DEFORM-2D仿真软件建立了金属板材的圆盘剪分切模型,采用Oyane韧性断裂准则仿真研究了304不锈钢板材圆盘剪分切加工过程,探讨了圆盘刀轴向间隙、刃角半径、压板力、板厚等工艺参数对分切断面形貌特征的影响规律。轴向间隙是影响分切断面形貌特征的主要因素,随着轴向间隙的增大,塌角高度增大,剪切带高度减小。刃角半径对断面的塌角高度、剪切带高度影响不大,对毛刺高度影响最大,随着刃角半径增大,毛刺高度增大。压板力对断面的塌角高度、剪切带高度影响很小,对毛刺影响较大,随着压板力增大,毛刺高度有下降趋势。板厚对分切断面塌角和毛刺影响不大,对剪切带高度影响很大,随着板厚的增大,剪切带高度增大。

镀锌板圆盘剪分切过程材料形变机理研究

为深入分析圆盘剪分切加工过程,应用DEFORM-2D仿真软件模拟了镀锌板圆盘剪分切加工过程,仿真的分切断面形貌与实验结果一致。在此基础上,综合运用实验研究和有限元数值模拟方法,深入研究了圆盘剪分切加工过程材料的塑性流动规律及剪切断裂机理。研究表明,分切过程中材料的塑性流动直观体现在金相组织的变化上,随着刀具的切入,刃角附近材料的等效应力、主应变的强度和范围逐渐增加,晶粒细化程度和范围也逐渐增加。进一步分析了分切断面中剪切带和断裂带组织微观形貌的变化规律,结果表明板材分切断面的形成过程是大量微观空穴萌生、成长、合并和裂纹传播的结果。

精密无毛刺分切圆盘剪侧隙对分切断面的影响

采用精密无毛刺分切即圆盘剪塑性剪切压迫分离工艺方法对镀锌板进行加工,研究了圆盘剪侧向间隙(侧隙)对分切断面形貌和加工硬化的影响。结果表明,圆盘剪侧隙是影响材料加工硬化的关键因素,对分切断面形貌也有一定的影响,随着侧隙的增加,剪切塌角高度先减小后增加,挤压塌角则缓慢减小,塑性剪切区高度逐渐减小,而挤压剪切区则先增大后减小,在侧隙为0.02mm时能够获得较好的分切断面质量。圆盘剪侧隙越小,断面最大硬度值越大、加工硬化层深度越小。断面加工硬化程度与分切断面形貌特征直接相关,硬度值沿剪切方向先增大后减小,在塑性剪切区与断裂区交界处硬度达到最大值。

“盘状器”功能再探

通过对盘状器相关遗物命名的梳理,本文将论者对其功能分歧归为两大类:工具或毛坯。由于持"毛坯"功能论者找到了系列相关证据,因而更具有说服力,所以我们认为绝大部分"盘状器"应为环(玦)类毛坯。同时我们也探讨了考古研究中如何确定某件盘状器是否为环(玦)类毛坯,对一些可能存在的误解做了简单的说明。

硬质合金圆盘刀磨损及刃磨过程研究

采用硬质合金圆盘刀对电磁钢板进行了圆盘剪分切试验,利用光学显微镜和轮廓仪等仪器检测分析了不同分切长度时圆盘刀的磨损过程及其对电磁钢板分切断面毛刺的影响,在此基础上使用万能外圆磨床对硬质合金圆盘刀进行了重新刃磨试验,研究了不同刃磨磨削量时的圆盘刀刃口质量,以探讨圆盘刀磨损过程与刃磨过程的关系。结果表明,随着分切长度的增加圆盘刀的磨损加剧,刃口半径逐渐增大,侧面磨损带高度也随之增加;圆盘刀磨损直接影响分切板材毛刺高度,当分切长度达到3 800m时,圆盘刀侧面磨损达20μm,刃角半径达33μm,而板材毛刺高度达12μm,此时需要装置去除毛刺才能符合分切质量要求。硬质合金圆盘刀刃磨过程是磨损过程的逆过程,随着磨削量的增大,圆盘刀刃口半径减小、侧面磨损带高度降低,但刃磨后的圆盘刀刃口半径在达到约15μm后保持稳定,不会进一步减小,刀具质量无法继续提升。

电工硅钢晶粒尺寸和取向对圆盘剪分切断面硬化的影响

针对不同晶粒尺寸和取向的电工硅钢进行圆盘剪分切加工试验,通过金相组织观察和显微硬度测试分析了分切断面组织形貌变化及加工硬化行为.金相观察发现,分切加工前后金相组织差异较大,晶粒尺寸越小变形越大,晶粒尺寸较大时容易产生穿晶断裂,并伴随有明显的孪晶组织.电工硅钢的晶粒尺寸和取向对加工硬化影响很大,在晶粒尺寸相近时,无取向硅钢的加工硬化程度明显大于取向硅钢,晶粒取向相同的材料,晶粒尺寸越大,硬度变化越明显.分切过程中的加工硬化程度与材料变形状态也直接相关,变形越激烈加工硬化越大.无取向硅钢内部晶粒取向由杂乱无章变得有序,大大提高了材料抵抗塑性变形的能力,硅钢晶粒较小时变形机制由位错滑移主导,晶粒较大时主要发生孪晶形变.

圆盘剪纵剪钢带边缘质量影响因素

论述了圆盘剪纵剪过程及正常剪切断口特征,对圆盘剪纵剪过程中因侧间隙、重合量等参数设定不当,可能出现的纵剪钢带边缘质量问题进行了总结,为调整圆盘剪剪切参数提供了参考。

铜带材纵剪缺陷分析及质量控制

阐述了圆盘剪的内部结构和剪切功能,分析了铜带材裁剪和分切过程中常见的质量缺陷,提出了改善措施.在实际加工过程中,通过对刀刃侧间隙和重叠量的调节,刀具和刀垫的合理选配及生产现场的品质控制与规范操作,主要缺陷可以得到有效克服,产品质量可控,质量水平能更好地满足用户需求,同时也可以提高工序成材率,获取更多的效益.