The mathematic model of tension straightening process of magnesium alloy and experimental validation

The stress-strain curve of bending bar and the stress relax curve of AZ31 was obtained by a tension test using Gleeble-1500.The tension straightening process mainly consisted of the elastic loading-I and unloading stage,the elastic loading-II and unloading stage,and the elastic-plastic loading stage,which were based on the stretch force change during straightening.The circular bar straightening under one-dimensional bending was investigated and assumed to be linear strain-hardening elastic-plastic material.According to the elastic-plastic mechanics theory,the mathematical displacement-force model of a tension straightening process established,on which was based,the predicted displacement of tension straightening for various original deflection was calculated.The tension straightening experiment for AZ31 magnesium was conducted under the guidance of the predicted displacement.The experiment results present good straightness when there is a stress relaxation phenomenon or the temperature of tension straightening is 25℃.

酸轧产线拉矫机工作原理及常见问题解析

拉矫机自动控制类型有两种,一种是张力控制,一种是延伸率控制。一般现场多采用延伸率控制,通过拉矫机前后张力辊速差,达到设定延伸率,使得带钢在拉矫机2组弯曲单元及1组矫直单元的作用下充分拉矫破鳞,从而获得良好的酸洗效果。重点对拉矫机工作原理、内部两弯一矫单元结构、延伸率控制及前后张力辊转矩控制、常见问题及控制方法等方面进行阐述,以提高对于拉矫机系统的认识。

冷轧带钢拉矫过程变形行为的数值模拟

采用有限元方法建立了冷轧带钢拉矫过程的数值仿真模型。分析了带钢在拉矫机各辊单元的弹塑性变形行为。讨论了带钢的应力/应变演化规律。结果表明:弯曲辊组对带钢塑性延伸率的影响较大,带钢上表面延伸率达到了0.155%;经过三辊矫直辊组后,带钢上表面压缩率为0.058%,下表面延伸率为0.110%;经过复合矫直辊组后带钢延伸率变化不大,上下表面总延伸率趋于一致。

不锈钢极薄带在拉伸弯曲中曲率的精细化计算

针对在由力学挠曲特性推导的拉弯矫直弯曲曲率公式中存在理论计算值与实验测量值误差较大的问题,将弯曲单元中的带材曲线假设为抛物线,推导出带材张力切向角度与张力和矫直辊压弯量之间关系的计算公式,对原曲率计算方法进行了优化。并以304不锈钢为研究对象进行了弯曲曲率测试实验,通过对带材下表面的弯曲曲线进行多项式拟合,分析出弯曲曲率实验值,并与理论计算值对比分析。结果表明,原公式计算结果与实验值误差在2.1%~127.0%,优化公式计算结果与实验值误差在2.3%~21.6%,优化曲率计算结果的最大误差比原公式计算结果最大误差小105.4%,说明该公式计算的弯曲曲率与实际拉伸弯曲更吻合。

钢丝绳拆股钢丝试验流程的分析与改进

在钢丝绳进行拆股单丝试验的过程中,对钢丝的矫直需要很大工作量,目前还是依靠传统的人工矫直方法,即放在木头或硬质塑料用铜锤进行矫直,费时费力。研究直接对钢丝绳拆股后进行拉力试验,用拉断但未产生钢丝丝径变化的部分进行弯曲和扭转试验,通过与经矫直后的钢丝进行对比试验,结果显示2种试验方法的所得的数据结果基本相符。今后可进一步增加试验数据比对,在不损害钢丝力学性能的情况下利用此方法,不仅提高钢丝绳检验效率,也大量减少人工成本,同时也避免劳动强度带来的安全隐患,符合安全第一、节能增效的理念。

拉弯矫直延伸率的计算及试验分析

针对目前拉弯矫直过程缺少完整的数学求解模型的问题,根据矫直带材在拉弯过程中,中性层偏移量及延伸率的计算模型,给出了拉弯矫直张力、矫直力和延伸率的计算方法。通过计算与工业试验,分析了拉弯矫直机矫直规程对残余延伸率的影响,并验证了计算模型的精确性。

拉伸矫直数学模型及试验验证

拉伸位移是拉伸矫直工艺中极为重要的工艺参数,建立拉伸矫直过程拉伸位移与拉伸力的数学模型是科学确定矫直工艺参数的基础。根据拉伸矫直过程中拉力的变化规律,将拉伸矫直分为弹性加载第一阶段及其回复阶段、弹性加载第二阶段及其回复阶段、弹塑性加载阶段。以一维弯曲的圆形截面棒材为研究对象,假定矫直为线性强化材料,依据弹塑性力学理论,推导建立了拉伸矫直过程的拉伸位移——拉伸力数学模型。以AZ31镁合金棒材为例,采用该数学模型进行实例计算的结果与试验结果吻合较好。研究表明,原始挠度通过影响弹性第一阶段的斜率,从而影响卸载后的弹性回复量。当其他条件不变时,随原始挠度增加,矫直所需的拉伸位移和拉伸力均增加。

AZ31镁合金棒材拉矫残余挠度及残余应力场数值模拟

以AZ31镁合金棒材为研究对象,分别测量了AZ31镁合金棒材在不同温度下的应力应变曲线及不同温度、不同残余拉伸应变下的残余挠度。建立有限元模型,模拟了上述试样拉伸矫直后的残余挠度和残余应力场,并将模拟的不同温度、不同残余拉伸应变下的残余挠度和测量结果进行了比较,二者吻合较好,证明所建立的模型是有效的。在此基础上,分析了拉伸矫直残余应力场,随拉伸应变、拉伸温度的变化规律,研究表明在矫直温度220℃、残余拉伸应变为2%时进行拉伸矫直,夹持部位不易打滑、且在夹持端的残余应力最小及残余应力影响区最小,并可采用小拉伸量、多次拉伸的方式进一步减小其残余挠度。

拉伸矫直对铝合金厚板平直度的影响

针对大规格铝合金厚板的变形问题,建立铝厚板的淬火-拉伸矫直有限元模型;运用建立的模型对厚板的非对称淬火工况进行模拟计算,获得厚板的变形分布;进一步对变形厚板进行拉伸矫直,获得拉伸后厚板的变形分布;结合小规格厚板的淬火-拉伸矫直实验,对厚板不同状态下的板形质量进行评估。研究结果表明:非对称淬火会引起厚板极大变形;拉伸矫直能有效提高厚板的平直度,当拉伸量达2.0%时,厚板的平直度能满足生产要求。

AZ31棒材拉伸矫直工艺参数关系模型研究

拉伸矫直是提高型材平直度的重要手段。以一维弯曲的圆形截面棒材为研究对象,基于拉伸矫直的对称性,建立了纵剖面1/2的三维几何模型,运用MARC有限元软件对拉伸矫直变形过程进行大量工况的数值仿真计算,并就矫直温度、位移、原始弯曲度、棒材原始直径对残余弯曲度的影响进行了研究,然后用逐步回归法对仿真计算数据进行拟合,获得棒材残余弯曲度与矫直工艺参数及棒材几何尺寸的关系数学模型。研究表明,AZ31棒材较为适宜的矫直温度为160～200℃,尽管棒材残余弯曲度模型预测结果与实验结果存在一定误差,但该预测模型揭示的矫直工艺参数对矫直的影响规律与实验结果较为一致。

钢筋矫直过程延伸率的确定及矫直精度

针对盘卷钢筋的矫直问题,采用拉弯矫直方式,并设计矫直方案;同时,采用有限元分析软件,建立钢筋矫直模型。分析延伸率对钢筋直线度、残余应力和矫直力的影响;结果表明,延伸率为1%时,钢筋矫直效果较好。并在数控弯箍机上进行矫直实验验证模拟结果,可知,该研究结果可为钢筋矫直工艺参数设定提供参考。

铝挤压机辅机生产线新技术

该文介绍了中国重型机械研究院有限公司给山东三星集团设计的60 MN铝挤压机后部处理设备生产线的结构组成和主要技术参数;对该生产线采用的双牵引机、气-水雾联合淬火冷却装置、拉伸矫直机上等新技术的进行了分析。采用双牵引机主要达到连续挤压的目的;利用气-水雾联合淬火冷却装置提高挤压制品的表面质量;拉伸矫直机在线消除产品内应力和变形等。新技术的应用提高了生产率和产品质量。

差动轮系在拉矫机张力辊传动机构中的应用

以某酸轧机组中拉矫机张力辊的传动机构为研究对象,介绍了该传动机构的设备结构,重点对传动机构中的差动轮系进行了分析。在研究差动轮系工作原理的基础上,推导出张力辊主电机和延伸率电机速度的计算模型,为拉矫机传动机构的设计改进提供理论依据。

辊式矫直过程中辊间张力对矫直力的影响

辊式矫直是改善板型、消除残余应力、获得合格金属板带材的重要工艺环节。但是辊式矫直机矫直过程中有关辊间张力的研究较少,使得辊间张力对矫直力能参数的影响不被人了解。通过对辊式矫直过程中施加辊间张力进行的理论分析,配合有限元模拟和实验,找出了辊间张力与矫直力之间的关系:随着辊间张力的增大,总矫直力会增大,在矫直压下量较小的情况下,辊间张力对矫直力的影响较大。研究结果对完善矫直理论和指导实际生产有一定积极的意义。

拉伸弯曲矫直过程中带钢对弯曲辊包角的理论计算

在带钢的拉伸弯曲矫直变形过程中,包角的精确计算对拉伸矫直机延伸率的精确控制至关重要。在不考虑带钢抗弯力矩的影响时,带钢在各个辊上的理论包角比较容易计算,研究了对称模型包角、非对称模型包角、带钢厚度对包角的影响。在确定的设备和带钢厚度时,带钢对弯曲辊的包角取决于其压下量。

彩涂线新增张力矫直机的改造实践与效果

针对马钢1号彩涂线因为原料板形不佳造成成材率降低、钢卷回退和空放量较大等问题,分析了可以通过新增张力矫直机等措施改善板形。通过实验验证了缩短清洗段有效长度的合理性和可能性。最终通过拆除和改造部分清洗段设备、在清洗段新增张力矫直机和张紧辊的方法,改善了原料板形、提高了机组成材率、解决了钢卷回退和空放量较大问题。

液压式离合器在重卷拉伸矫直机上的应用

针对冷轧重卷机组拉伸矫直机上的重要保护装置气动式离合器经常损坏的实际问题,本文提出了一种液压式离合器的替代方案,探讨了液压式离合器的机械传动原理和液压控制原理,确定了液压离合器溢流阀调定压力与机组张力和实际生产钢板规格间的关系。该方案的现场实施对该机组的运行效率提升提供了技术保证。

AZ31B镁合金板材在矫直过程中中性层的偏移规律

基于CaBa2004拉压不对称性屈服准则,从弹塑性力学角度对AZ31B镁合金板材矫直过程进行了分析,推导出AZ31B镁合金板材在矫直过程中中性层偏移量计算公式。该公式表明中性层偏移量与弹区比和板厚密切相关。通过与数值模拟结果对比,分析了理论值和数值模拟结果的误差及造成误差的原因。说明了AZ31B镁合金板材在矫直过程中存在中性层偏移现象。受拉压不对称性的影响,镁合金板材在受载过程中,中性层向受拉方向偏移。运用理论推导和数值模拟计算分析,得出了不同压下量下的镁合金板材的中性层偏移量大小,确定了镁合金板材在矫直过程中中性层偏移规律。

高强度钨板矫直过程中辊间张力的影响分析

在高强度钨板矫直过程中,辊间张力的大小对矫直精度有重要影响。为分析这一影响,建立了高强度钨板矫直过程辊间张力模型,对辊间张力进行了计算,并进行了试验。通过分析确认,在高强度钨板矫直过程中,辊间张力普遍存在,并可基于矫直驱动扭矩计算获得。由于存在辊间张力,在高强度钨板矫直过程中,各矫直辊位置处的实际驱动扭矩分布与计算值之间有较大偏差。驱动扭矩是使高强度钨板产生反弯变形的能量来源,能量传递通过摩擦实现,如果出现打滑,将会对辊间张力产生局部影响。

拉伸弯曲矫直机在铝带精整中的应用研究

论述了拉伸弯曲矫直机在铝带精整中的作用,参数对矫直效果的影响。拉伸弯曲矫直机属于高端有色金属精整加工设备,通过对带材的拉伸弯曲作用,能够有效地消除薄带波浪和翘曲等板形缺陷。在实际生产过程中,由于来料板型的不规则性,需要根据实际情况来调整机组参数。深入分析带材拉矫过程中拉力、矫直切入量、带材延伸率等关键技术参数对矫直效果的影响,以及各个参数的设定原则。带材的来料质量决定了延伸率的设定,在拉力达到最大的情况下,可通过调整切入量使拉矫效果达到最优。