新型密柱支撑张弦铝合金结构设计与施工关键技术研究

世博温室项目屋盖为任意不规则曲线组成的无曲率平面,采用异形多边形网格加大透光率,基于这些特点,选型最终定为张弦铝合金网格结构。本项目挤压出新型“日”字型挤压铝合金构件以更好地承受屋盖面内弯矩,保证杆件与整体结构平面内有效传力。设计了新型刚接板式节点并通过足尺试验和精细化有限元分析研究了节点刚度与极限承载力,试验及有限元对比分析结果表明,该类节点有较高的抗剪、平面内和平面外承载力。阐述了弯扭构件数字化加工工艺及不规则铝合金特殊单元式的装配式预拼装技术,引入立面幕墙与主体结构一体化设计技术,其中立面幕墙面板设计首次通过整体协同分析考虑了主体结构变形的影响,计算结果表明设计构造满足要求。重点说明了双向正交布置拉索的施工张拉模拟计算方法,验证了索力分级张拉时结构处于安全状态,张拉完毕结构变形满足要求。

双螺杆挤出机异形内筒结构强度影响因素分析

异形内筒的厚度δi、相交圆中心距e、相交圆直径d是影响双螺杆挤出机强度的3个主要结构参数(简称3因素),一次局部薄膜应力PL、一次局部薄膜应力+二次应力P_(L)+P_(b)+Q是压力容器应力强度评定的2个主要应力类别。对3因素设定4个水平,进行3因素4水平正交试验,利用极差分析方法与方差分析方法处理正交试验数据。研究结果表明,因素δi、e、d对双螺杆异形内筒上危险截面处的应力P_(L)、P_(L)+P_(b)+Q均具有显著影响,对PL影响的主次排序为δi、e、d,对P_(L)+P_(b)+Q影响的主次排序为δi、d、e,对PL、P_(L)+P_(b)+Q影响的最佳方案均为δi(4)d(1)e(1)。采用多元回归分析拟合出了异形内筒结构危险截面应力PL及P_(L)+P_(b)+Q的多元回归方程,可用于双螺杆挤出机异形内筒结构应力的估算。

挤出形状/尺寸对3D打印混凝土力学性能的影响

为了揭示3D打印挤出形状和尺寸对成型混凝土性能的影响机制,对比了模具成型、同挤出流量条件下不同挤出形状(三角形、方形和圆形)成型、同挤出形状条件下不同挤出尺寸成型、同挤出形状和同尺寸下不同打印条排列成型的混凝土断面形态、力学性能和空间孔隙分布,分析了不同挤出形状和尺寸条件下打印试件的层/条缺陷特征,探讨了打印试件孔隙率与其力学性能的对应关系.结果表明:层间和条间缺陷会显著影响打印试件的密实度,在同挤出流量条件下,由于层/条间的压紧作用,挤出形状呈三角形的打印试件具有最少的层间缺陷和最佳的力学性能;同形状的打印试件随着挤出尺寸的增大,其缺陷降低、力学性能提高;在挤出形状和尺寸均不变的情况下,打印口交错排列可提升打印试件力学性能13%~47%.

挤压式楔横轧小料头轧制的微观组织演变分析

针对目前楔横轧技术料头较大,导致材料利用率低的问题,创新性地提出了挤压式楔横轧工艺以实现小料头轧制。通过在DEFORM-3D有限元软件中建立42CrMo钢的动态再结晶模型,模拟分析了挤压式楔横轧的动态再结晶体积分数及奥氏体平均晶粒尺寸大小的分布规律。最后结合挤压式楔横轧轧制油泵轴试验及金相分析试验,验证了挤压式楔横轧小料头轧制的可行性。研究表明,挤压式楔横轧产生的料头体积相较于传统楔横轧产生的料头体积减小了75%左右,其材料利用率可以提高到95%左右,同时该轧制方法还可以细化晶粒,提高金属综合力学性能。

精密挤压(拔制)圆角方型材等相似成形模具映射建模优化

本文针对亟待实现的挤压 (拔制 )异型材模具精密快速加工设计理论课题 ,借助于近代共形映射理论研究成果 ,求解了异型材挤压 (拔制 )模具相似成形塑性流动的数学模型 ,建立了圆角方型材精密挤压 (拔制 )模具模腔数学模型及其优化函数方程 。

基于热-力耦合法的高速车地板焊接变形数值模拟

基于热-力耦合的有限元法,对高速车地板大型复杂铝合金挤压中空型材结构的拼焊过程进行了数值模拟.为了提高计算精度,试验测试了随温度变化的材料动态力学性能参数及热物理参数,并采用移动双椭球体热源模型模拟MIG焊接热源.对多个高速列车地板结构的焊后挠曲变形进行了现场测试.结果表明,模拟计算结果与测试数据具有很高的吻合度.基于热-力耦合的有限元法并将材料动态高温性能参数带入模拟计算的方案能够为大型复杂结构的焊接变形预测提供高效、高精度的技术手段,为目前结构的制造工艺改进及新产品的开发提供数字化的研究平台.

工艺参数对PP挤出发泡泡孔结构的影响

研究了螺杆转速、机头口模形状以及机头温度对挤出发泡聚丙烯 (PP)泡孔结构的影响。结果表明 :在挤出发泡过程中 ,一定配方、机头形状和温度下 ,螺杆转速存在最佳值 ;机头形状越有利于建立高压 ,制得的泡沫的泡孔越细密均匀且发泡倍率越高 ;机头口模温度在保证顺利挤出情况下 。

改革开放30年:中国成为工业铝材大挤压机最多的国家

介绍了世界大挤压机的分布概况,重点介绍了中国大挤压机的结构、项目建设、生产能力等。到2009年底,中国拥有挤压力不小于45 MN的大挤压机32台,约占全球大挤压机总数(84台)的38.1%。其中油压机29台,水压机3台。

螺棱断面形状对单螺杆挤出机熔融输送段的影响

采用数值分析方法分析了单螺杆挤出机螺杆的螺棱断面形状对PVC木塑材料熔融输送段熔融过程的影响.采用流变实验,获得PVC木塑材料的黏度数据,由幂律模型与近似阿雷尼克斯模型共同给出黏度模型,并运用Polyflow中Polymat模块对实验数据进行拟合,获得数值分析研究所需物料流变参数;应用PRO/E建立三维实体模型,采用Gambit进行网格划分,运用Polyflow的网格重叠技术并生成叠加网格文件,确定物料参数和边界条件后建立了数值分析模型,求解得到不同螺棱断面形状对PVC木塑单螺杆挤出机熔融输送段各流场的影响.

大型扁挤压筒强度分析

针对特宽挤压型材用国产大型扁挤压筒生产时中内套出现的严重裂纹 ,建立了扁挤压筒内套的有限元分析模型 ,分析了扁挤压筒在实际工况下的应力场 ,找出了过早失效的主要原因 ;运用有限元形状优化设计理论与方法对扁挤压筒型腔进行形状优化设计 ,使应力集中值降低21 % 。

串联式磨盘挤出机扇形磨盘结构优化

综合考虑影响串联式磨盘挤出机扇形磨盘混炼性能的诸多几何参数,采用有限元数值模拟方法,以平均粒径尺寸作为评价指标,研究扇形磨盘几何参数对其影响程度。通过数值模拟和正交试验相结合的方法,选用对平均粒径尺寸影响程度较大的6个扇形磨盘几何参数作为试验因素,将产量、比能耗、平均粒径尺寸、平均停留时间和平均拉伸对数作为量化指标,得出扇形磨盘最优几何参数组合。

动车组铝合金型材地板焊接变形的数值模拟

采用非线性有限元软件MSC.Marc对动车组地板大型复杂铝合金挤压中空型材结构的焊接过程进行了数值模拟。为了提高计算效率和精度,对结构的有限元模型进行了合理的疏密过度的网格划分,实测了材料随温度变化的热物理-力学性能参数,并采用双椭球体热源模型模拟MIG焊接热源。通过对某型号动车组地板结构焊接后挠曲变形的实际检测,结果证明模拟计算结果与检测数据吻合良好。研究结果证实:基于热-机耦合的有限元法并将材料动态高温性能参数的试验测试数据代入模拟计算的方案,能够为动车组铝合金型材地板焊接结构的焊接变形预测提供高效、高精度的技术手段。利用本方法可以实现同类复杂结构焊接变形高精度预测。

微轮廓挤出成型研究

在毛细管流变仪上对微轮廓的挤出成型过程中的形变进行了实验研究,所采用的微轮廓口模孔分别为三叶形和椭圆形,试验原材料为纤维级聚丙烯。结果表明,在微轮廓的挤出成型中,挤出物轮廓形状发生了明显的变化,微轮廓尺寸随挤出速度的增加而增大,随挤出温度的升高而增大,随拉伸速度的增加而减小;采用水冷却有利于减小形变;三叶形轮廓的叶片在宽度方向的形变要远大于长度方向,椭圆形轮廓的形变在短轴方向大于长轴方向。

曲线回转外形零件辊挤成形过程的数值模拟研究

为解决曲线回转外形零件加工时材料利用率低、加工工时多和生产成本高等问题,针对零件几何形状特点,制定了辊挤成形方案。采用三维刚塑性有限元分析软件Deform-3D对该零件辊挤成形过程进行数值模拟,得到了变形过程的金属流动规律,分析了变形温度、摩擦系数、辊挤速度对成形过程的影响,优化了工艺参数,为生产提供了有利的依据。

汽车差速器主动齿轮锻造出模问题的研究

汽车差速器主被动齿轮是汽车传动的重要部件,目前主要采用切削的方法加工。采用锻造的方法加工汽车差速器主动齿轮时会出现不能出模的情况,所以需要对出模情况进行判断。通过计算公共导程提出了利用导程区间判断锻件能否出模的方法,给出了计算公式,并且对其进行了验算。计算分析了节锥角、齿向节锥面曲率半径、中点螺旋角、压力角和齿面宽对出模的影响。对于出模有问题的情况可以对锻件进行修形,即在普通的加工余量上再加上修形量,可以使锻件更加顺利出模。节锥面曲率半径和根锥角的修改可以达到修形的目的,而且两个参数配合修改可以使锻件更好的出模。

粉末挤压成型的有限元数值模拟

基于金属粉末材料的塑性变形理论和体积可压缩的刚塑性有限元理论,导出了适合于分析金属粉末材料挤压成型的有限元公式;并详细分析了粉体塑性成型的有限元关键技术以及讨论了相应的处理方法。

扁挤压筒型腔有限元应力分析及形线优化

本文对８５０ｘ３２０ｍｍ扁挤压筒内套进行了有限元分析计算，运用优化设计理论对扁挤压筒型腔进行计算机辅助形状优化设计，确定了使应力集中系数降为最小的最优形线，为延长扁挤压筒使用寿命提供了一条有效途径。

一种挤压铝型材整形方法的分析

为解决挤压铝型材局部变形整形困难的问题,提出高频精密锻造加工的整形方法。针对某槽型铝挤压型材工件,建立有限元模型,采用分段步进式锻造整形,通过过量加载调整工件回弹引起的变形,并模拟锻造整形过程,对比分析结果,得到了过载量参数对整形效果的影响规律。通过试验验证,证实了高频精密锻造加工可对挤压铝型材的局部变形进行有效整形。

滴流床中三叶草催化剂的流体力学性能

建立了一套测定滴流床反应器中催化剂流体力学性能的装置．在此装置中对我院化工研究所研制的ＦＸ-０１三叶草形催化剂，利用计算机数据采集系统，进行了床层压降及液体持液量的测定；系统研究了滴流床中当气-液两相流动处于滴流区和脉冲区时，两相流量大小对其流体力学性能的影响，得到对实际生产过程具有指导意义的结果．

汽车异形齿类零件复合挤压成形技术的优化

分析了汽车零件中1种异形齿形类零件,即离合器轮毂类零件的结构特点及其复合冷挤压成形加工工艺的技术难点,详细阐述了此种类型零件复合冷挤压成形技术的模具设计要点,以及模具的加工、安装和调试。针对现有复合冷挤压成形技术存在的问题,提出了改进优化的方案,设计了改进优化的凹模、凸模以及坯料,通过试验验证了优化的效果。