基于皮尔斯符号学的图标跨文化包容设计模型研究

目的从皮尔斯符号学的研究视角,从地域文化、社会规约、异质文化间涵三个维度构建图标跨文化包容设计模型,为图标设计实践提供理论依据和参照标准。方法选取具有代表性的北京冬奥会和雅典奥运会图标为研究案例,将其置于中西两种异质文化间的关联语境中进行讨论,通过分析图标符号三元结构代表项、对象、解释项的复杂变化关系,阐释图标跨文化包容设计的本质规律。结论构建图标跨文化包容设计的三类模型:一是图标跨文化包容设计的地域文化相异而和。在跨文化语境中,符号代表项分别融入相异的地域文化风格,符号对象和解释项相同,社会规约相同,不会引起误读和冲突;二是图标跨文化包容设计的社会规约相异而和。在跨文化语境中,符号代表项和对象不同,两者的社会规约存在明显差异,选取符号解释项相和的元素,避免在其他关联文化语境产生歧义;三是图标跨文化包容设计的异质文化间涵聚点。在跨文化语境中,关键是寻找异质文化之间相互彼此认同的文化聚点,拓宽符号对象与解释项之间社会规约的适用范围。

不同初轧温度下钛合金三辊斜轧穿孔工艺研究

根据三辊斜轧穿孔工艺的技术特征与钛合金塑性变形特点,通过有限元软件对TC4钛合金进行不同初轧温度的穿孔轧制有限元模拟,分析轧制过程应力、应变、温度、材料流动情况。以初轧温度为变量进行穿孔实验,对比不同温度下轧制力及轧后毛管微观组织。结果表明:三辊斜轧穿孔工艺完全适合钛合金生产,并且不同初轧温度下均可获得变形魏氏组织的钛合金毛管,验证了三辊斜轧穿孔生产钛合金管的可行性与有效性,为工艺推广提供指导和依据。

二辊斜轧穿孔时圆管坯的变形与应力分布及其发展

为了分析二辊斜轧穿孔时圆管坯中心金属的断裂机制 ,确立穿孔变形的工艺实质 ,用MARC/ Autoforge软件研究了圆管坯斜轧时的应力、应变场及其发展。进一步证实了沿圆管坯横截面直径上的变形强度确实呈 W形分布。同时还发现变形强度以 W形分布形态出现不是必然的 ,还存在 U形分布形态 ,这与穿孔变形工具和轧机调整参数有关。在大多数情况下 ,二辊斜轧圆管坯变形的发展过程是 :与轧辊接触的局部区域发生变形 ,变形随轧件的螺旋前进 ,先出现 U形分布形态 ,最后出现

斜轧穿孔过程金属流动的有限元模拟

应用刚塑性有限元法对热轧穿孔过程中的变形、几何构形以及变形区内速度场、应变场和温度场等进行了模拟计算。在确定的工艺条件下,如辊型、送进角、孔喉尺寸、顶头前伸量及毛管的椭圆度等,解决了斜轧金属流动有限元模拟中的边界条件、网格自动划分等相关问题。由变形速度场的分布可明确穿孔中顶头前的金属流动状况,其计算结果通过变形区轧卡试件进行了比较,认为该模拟对斜轧变形过程是可行合理的,且可用于其他斜轧过程的有限元模拟分析。

穿浪双体船横向强度与扭转强度的有限元计算

穿浪双体船的连接桥在横浪和斜浪中遭受比较大的横向弯矩和扭转力矩的作用,其自身的强度对穿浪双体船的安全性来说至关重要。本文在有限元理论的基础上,采用直接计算方法对一艘穿浪双体船进行了横向强度和扭转强度的整船有限元分析,对其总强度进行了校核,并初步分析了该船上层建筑对总横强度的影响。通过对计算结果的分析,掌握了该船的应力分布,为结构优化设计提供依据。

三辊斜轧穿孔工艺的数值模拟与实验分析

针对三辊斜轧穿孔工艺的特点,利用有限元方法对其工艺进行了模拟,分析了管坯在三辊穿轧过程中等效应变、等效应力分布以及轧辊扭矩、顶头受力的变化情况。将模拟结果与实验结果进行对比,模拟结果与试验结果基本吻合,可以作为新工艺开发和理论研究的参考。通过实验进一步分析了生产中存在的尾环、轴承失效等故障原因,可为设备的设计和工艺改进提供指导。

AZ31镁合金无缝管斜轧穿孔数值模拟

提出采用三辊斜轧穿孔方法制备镁合金无缝管,基于AZ31镁合金塑性变形特点和斜轧穿孔成形原理分析,建立AZ31镁合金的力学模型,设定AZ31镁合金斜轧穿孔的工艺和模具参数。利用Deform-3D有限元分析软件对AZ31镁合金在300～400℃温度范围内进行斜轧穿孔数值模拟,得到各个成形阶段坯料的等效应力分布和金属流动速度矢量图。模拟结果表明在350℃、0.01 s-1变形条件下,AZ31镁合金斜轧穿孔保持稳定轧制。根据模拟结果进行试验验证,结果表明在此工艺条件下斜轧穿孔后的AZ31镁合金管力学性能良好,验证了斜轧穿孔制备镁合金无缝管的可行性和有效性,为镁合金无缝管新的生产方法提供理论依据。

TC4钛合金锥形辊斜轧穿孔曼内斯曼效应

为达到控制TC4钛合金锥形辊斜轧穿孔过程的温升、减小穿孔阻力、降低能耗和获得理想微观组织的目的,开展了对锥形辊斜轧穿孔曼内斯曼效应的研究。对比TC4钛合金和45钢的旋转横锻试验,证实了两种材料心部均形成双向拉应力,TC4钛合金相比45钢的宽展方向拉应力大,轴向拉应力小。结合Simufact Forming有限元模拟技术,分析了压缩率与应力应变演化规律,发现当变形量约为4%~6%时,曼内斯曼效应最为明显。采用5%的顶前压下率顺利实现了TC4钛合金管的制备,有效控制了温升,获得了理想的双态组织。

人工神经网络在预测斜轧穿孔毛管偏差中的应用

斜轧穿孔中毛管质量与许多工艺参数 ,如辊型、送进角、顶头前伸量及温度 ,以及设备性能参数如穿孔机刚度、加工精度和顶杆振动等有关。传统的轧制理论难以解决其质量问题 ,应用人工神经网络则能较好地解决毛管质量的预测问题。应用实测的工艺参数与其对应的毛管精度参数 ,训练和学习网络的权值和阈值 ,建立起模拟穿孔机生产的数学模型 ,即网络模型。

斜轧刚塑性有限元模拟中变形历史处理

在有限元分析中解决了斜轧变形区构形问题。为了解决稳态计算斜轧过程变形历史问题 ,提出了轧制复合道次法 ,为刚塑性有限元提供了处理方法。针对二辊斜轧穿孔中变形区复杂的边界条件和椭圆度、辊型、送进角、孔喉、顶头前伸量等与毛管扭转、滑移等关系做了分析。

穿浪双体船纵向扭矩计算方法研究

穿浪双体船是近十几年开发的新船型,它因具有航速高、适航性好、布置宽敞等优点而备受关注。也由于该船型片体窄而高、连接桥宽而矮的特点,使连接桥的横向强度、扭转强度成为结构设计的关键技术,但目前关于穿浪双体船在波浪中的外载荷研究尚不多见。根据力学平衡原理,在研究总纵弯矩的基础上,采用数学积分的理论方法推导出穿浪双体船波浪外载荷分布及连接桥扭矩的计算方法。通过船模实验与实船计算结果进行比较,证明该方法是可靠、可信的,对实船设计有一定的指导意义及实用价值。

斜轧管材生产中内部组织有限元模拟和预测

金属的强度、韧性及焊接等性能取决于内部组织的晶粒大小及其排列情况。应用热力耦合有限元模型计算了其应力、应变和温度等参数在斜轧穿孔中的分布状态 ,进一步应用再结晶与有限元结合的数学模型对该过程内部晶粒进行了预测。通过室温条件下的理论与实测比较 ,认为该预测方法是可靠的、且具有一定的精度。应用这种方法可以对斜轧工艺参数进行调整 ,使其具有良好的内部质量。不仅可为后续工序提供高质量的管坯 ,而且可以减少不必要的工序。

基于步进子时段MICR方法的毛管质量预报

无缝钢管穿孔生产是利用穿孔机将实心管坯斜轧穿孔成空心毛管的生产过程。斜轧穿孔中毛管质量与许多工艺参数,如辊型、送进角、顶头前伸量及温度,以及设备性能参数如穿孔机刚度、加工精度和顶杆振动等有关。由于其具有复杂的金属流动状态,传统的轧制理论难以解决其质量预报问题。本文通过对斜轧穿孔过程的分析,提出了步进子时段MICR(multiway independent component regression)算法,利用现场采集的多根毛管生产数据建立了预测毛管质量的数学模型。经仿真证明该模型具有较高的可靠性和精度,可以用于毛管质量的在线预报和优化。

磁脉冲冲孔试验研究

磁脉冲冲孔是一种高能率成形方式,特别适合于薄板加工。采用试验的方法,在3种不同成形方式下,研究放电电压对冲孔成形性能的影响。研究结果表明:冲孔所需最小成形电压随着板料厚度的增加而增加;对于同一厚度的铝板,当电压大于最小冲孔电压时,电压越大,断面质量越好;在3种成形方式中,板坯上下放置弹性传压介质的成形方式毛刺区域最小,断面质量最佳,但所需能量最大。

基于临界空穴扩张比理论的不锈钢管高温韧性损伤研究

针对不锈钢管在高温塑性加工过程中出现的裂纹缺陷,在Gleeble-3800热模拟试验机上对TP321奥氏体不锈钢光滑棒材进行高温拉断试验,得到了TP321在温度850~1180℃、应变速率0.01~10 s^(-1)下的真应力-真应变曲线和试样拉伸断裂瞬间的等效塑性应变。结合有限元仿真,对试验结果进行了数值模拟,得到了应力三轴度的数值,从而计算出了临界空穴扩张比参数V GC。在此基础上,验证了临界空穴扩张比参数韧性断裂准则在高温下的适用性。发现在特定温度范围内TP321断裂瞬间的V GC与应变速率相关性较小,与温度呈线性关系,并建立了奥氏体不锈钢断裂瞬间的V GC与温度的数学表达式。将得到的V GC准则应用于TP321管坯的不同辊形斜轧穿孔过程中的韧性损伤,对比分析了不同辊形斜轧穿孔仿真结果,发现V GC准则可准确预测缺陷情况。

基于均值子时段MPLS方法的毛管质量预报

针对无缝钢管斜轧穿孔生产中衡量毛管质量好坏的毛管横向和纵向壁厚不均检验滞后和难以建立其机理模型的问题,提出了基于均值子时段MPLS方法的毛管质量预报模型。介绍了均值子时段MPLS方法中过程数据时段分解、均值求取、回归模型建立和模型在线预报等关键内容。将建立的预报模型用于毛管质量预报中,为斜轧穿孔生产的无缝钢管质量提高奠定了良好的基础,并且其维护费用低、实时性好、可靠性及精度高,可以用于毛管质量的在线预报和优化。

TC4钛合金斜轧穿孔曼内斯曼效应及顶头位置优化

利用有限元模拟技术分析了斜轧穿孔过程,结果表明:锥形辊比桶形辊穿孔的曼内斯曼效应更为强烈,TC4钛合金比碳钢穿孔的工件心部可产生更大的拉应力;当采用送进角为12°、直径压下率为12%、辗轧角为15°、轧辊转速为70 r·min-1以及顶前压下率为8.2%等参数锥形辊斜轧穿孔TC4钛合金时,坯料心部曼内斯曼效应最为显著,拉应力最大,可最大程度降低穿孔阻力,从而减小温升;采用该优化工艺,变形区变形温度为972～997℃,分布较理想,可获得TC4钛合金双态组织。经穿孔试验验证,获得了TC4钛合金双态组织厚壁管,且管内外表面光滑,尺寸精度较高。

TC4钛合金超厚壁管斜轧穿孔后卡现象及双态组织控制

在TC4钛合金超厚壁管斜轧穿孔过程中经常出现后卡现象,采用有限元模拟对其进行了分析。结果表明,后卡现象与内扩展率关系密切。当直径压下率大于10%,送进角大于12°和顶前压下率为5.8%~7.8%时,在稳态变形区内扩径率大于6%,此时可避免TC4钛合金超厚壁管后卡现象。采用正交试验法,在控制后卡的基础上,优选出成形过程中温度低于β相变点的工艺。确定的最优工艺参数为:送进角15°,直径压下率10%,顶前压下率7%。此时获得了双态组织的超厚壁管。

斜轧穿孔顶头的有限元模拟及失效分析

应用DEFORM三维有限元数值模拟软件对狄舍尔穿孔机热轧穿孔过程中的顶头进行了温度场数值模拟,通过模拟和实测分析了顶头开裂、粘钢、塌鼻等失效原因。

二辊斜轧延伸9Cr-1Mo钢厚壁管内表裂纹形成倾向性模拟研究

借助于商用有限元软件MSC.SuperForm,对φ485 mm×73 mm大口径厚壁9Cr-1Mo钢管二辊斜轧延伸过程进行了3D热力耦合模拟;采用Oyane韧性断裂准则分析了轧件损伤场及钢管内表裂纹的倾向性,发现钢管内表邻近芯棒接触区存在破裂高危带。研究了轧辊入口锥角对轧件损伤场的影响,结果表明,轧辊入口锥角由3.0°增至5.0°时,轧件最大损伤特征由0.520 7降至0.3544,发生内表裂纹的倾向性降低。