冷弯厚壁钢管截面不同部位材料特性分布模型

对取自30种不同截面、不同厚度、不同钢材型号、不同厂家生产的冷弯厚壁矩形和方形钢管的568个试件进行了材料性能试验研究.结果表明:焊缝部位的屈服强度和极限强度相对于邻边均有提高;角部屈服强度提高系数随型钢中心线长与弯角内径之比的增大而增大,而各参数对极限强度的影响较小;焊缝两邻边间的强度差异很小.基于研究结果,提出了冷弯矩形和方形钢管屈服强度、极限强度、强屈比和伸长率沿截面的分布模型.当相应冷弯型钢截面的梁、柱强度和稳定分析中需要考虑冷弯效应的影响时,可以应用此分布模型.

QSTE700型冷弯高强度钢方管的冷作硬化效应

针对直接成方冷弯QSTE700型高强度钢方管的直边和角部进行单向拉伸试验,分析了其不同部位的力学性能,并将试验结果与普碳钢方管进行对比.结果表明:成形后,高强度钢方管直边部分的屈服强度和抗拉强度的增幅不大,焊缝区域的屈服强度提高了约10%;方管角部的屈服强度平均增幅为17.78%,明显低于普碳钢方管角部屈服强度的增幅,角部屈服强度的提高与实际的成形圆角有关.同时,将方管分为直边区和角部区,分别赋予材料真实力学性能参数进行有限元模拟,所得结果比均匀化材质更接近于真实情况.

感应回火对冷成形高强度钢方管力学特性的影响

针对直接冷弯成形工艺制备的高强度钢方管出现弯角力学性能下降、冷作硬化效应明显和残余应力集中等问题,提出了在线局部感应回火工艺.该工艺有效解决了冷成形高强度钢方管角部缺陷问题,并发现不同感应回火温度对弯角力学性能有较大的影响.结果表明:当回火温度在650℃时,方管弯角处强度和延伸率与原材料性能接近,在酸洗压扁实验中的压下量超过方管对角线1/2仍没有裂纹出现,残余应力大小和分布也得到一定程度的改善;当回火温度为700℃时,高强度钢方管弯角强度开始降低,热影响区变大,残余应力分布异常.

高精度超高强钢长滑轨辊压制造技术

目的解决超高强钢辊压成形过程中回弹大、尺寸精度差、材料利用率低、生产效率低等问题,生产出高精度的超高强钢长滑轨产品,以满足市场需求。方法从截面形状、尺寸精度及冲孔要求三方面,对以DP980超高强钢材料成形的典型的滑轨产品进行了技术分析,针对该产品特性重点设计了冲孔方案,采用三步质量控制法对产品的成形过程及辊压模具设计进行了优化,最后采取多种方法对产品质量进行了全面检测。结果实际制造完成后的产品检测表明,通过优化模具设计及调整现场工艺,最终生产出的长滑轨各项指标均满足图纸要求,解决了超高强钢材料的成形难题。结论在超高强钢材料及尺寸较长产品的成形制造中,辊压成形技术相比其他成形工艺更加具有优势。

冷弯厚壁型钢考虑冷弯效应的屈服强度计算方法研究

为研究冷弯效应对壁厚6.0 mm以上的冷弯厚壁型钢屈服强度的影响,对4种不同截面、不同厚度的冷弯厚壁型钢进行了截面不同部位的材性试验研究,同时对现有国内冷弯厚壁型钢的材性试验和短柱试验数据进行了汇总。在简要回顾国内外冷弯厚壁型钢考虑冷弯效应的屈服强度计算公式及其理论依据的基础上,将各国规范计算值与试验值进行了对比。结果表明:冷弯效应对冷弯厚壁型钢的屈服强度影响较大,其影响程度与板件的宽厚比关系明显;我国规范、北美、澳洲/新西兰规范公式,以及朱爱珠基于我国规范提出的修正公式计算结果偏于保守,而欧洲规范的计算结果略偏大;我国GB 50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》中计算方法理论依据充分,且在计算结果偏于安全的同时变异系数较小,更适合于工程应用。

冷弯厚壁型钢轴压构件设计可靠度分析

在材性试验的基础上对冷弯厚壁型钢进行了轴压承载力试验及有限元分析。试验中发现:对于长细比较大、板件宽厚比较小的试件,破坏模式为整体失稳;对于长细比较小、板件宽厚比较大的方管柱,其破坏过程首先是柱中部产生很小的弯曲变形,随着荷载增大,整体弯曲变形也逐渐增大,并引起方管板件的局部屈曲。采用ANSYS软件进行有限元分析,其结果与试验结果接近,表明将残余应力引入有限元模型对冷弯厚壁型钢构件进行分析具有较高的精度。在此基础上,利用收集到的26组不同牌号、不同截面冷弯厚壁型钢的试验数据建立有限元模型,并引入已有的残余应力模型进行了大量的有限元分析,得到了多组冷弯厚壁型钢轴心受力构件的承载力。对冷弯厚壁型钢构件进行了设计可靠度分析,提出了Q235、Q345冷弯厚壁型钢的抗力分项系数和强度设计值的建议值,可为相关技术标准的修编提供依据。

局部感应加热对高强钢方管二次辊压成形的影响

本文通过对高强钢方管角部进行局部感应加热,提高其弯角区域的成形性能,降低其变形抗力,由此在不影响非变形区域组织性能的前提下,获得所需方管的截面尺寸和组织性能.在热辊压过程中,坯料在没有模具限制的方管角部外侧邻近区域发生堆积,且随着加热温度上升,角部外侧金属堆积更明显.同时,在方管内角表层出现显微裂纹恶化,裂纹以树枝状生长.热辊压成形后的残余温度会产生一个自回火过程,能够明显降低残余应力,且随着温度的升高,残余应力降低的幅度变大.当加热温度在650℃以上时,自回火对残余应力的影响大于宏观裂纹的扩展能力,起主导作用,且压扁过程中压下量超过方管对角线长度2/3时也不会产生裂纹.

热成形温度对高强钢方管组织及性能的影响

为了克服传统辊弯工艺和设备对室温下高强钢的影响,提出弯角局部感应加热辊压成形工艺制备高强钢方管,并通过单向拉伸试验、断口形貌观察、微观组织扫描电镜观察和X射线衍射分析研究热辊压成形温度对高强钢方管弯角处组织及力学性能的影响.结果表明,随着温度的升高,弯角力学性能得到明显的改善,断口形貌由室温下解理断裂逐渐过渡为韧性断裂,弯角处微观组织由板条状贝氏体向粒状贝氏体发展且多边形铁素体晶粒开始长大,方管外表面周向和纵向残余应力都明显降低且分布更加合理.综合实验分析,高强钢方管热辊压成形工艺的最佳温度为650℃.