宏微观跨尺度下的锥套运行力学机理研究

为揭示薄壁锥套在运行过程中产生损伤的运行力学机理,提高其运行可靠性,提出一种用于解决具有宏微观跨尺度问题和大规模非线性接触问题的流固耦合方法。通过对薄壁锥套和轧辊所形成的固体域进行三维静电多极离散,采用改进后的Krylov子空间广义极小残值法(GMRES(m))对其进行优化迭代。其中,弹性摩擦接触域进行点面接触非线性数学规划,耦合界面处采用非匹配网格数,并对微米级油膜进行弹性润滑解析和无厚度处理,同时引入Lagrange族内插函数,建立薄壁锥套在宏微观跨尺度下的运行力学模型。通过薄壁锥套运行力学机理试验,验证计算方法在揭示薄壁锥套运行力学行为的正确性。结果表明,薄壁锥套在运行过程中的油膜力场和接触应力场呈三维动态非均匀分布,在复杂交变力场作用下,位于薄壁锥套两端密封槽处的应力奇异性是造成其发生粘结、断裂等破坏的力学原因。在设计阶段必须考虑轧制工况状态,通过设计合适的过盈量和锥套厚度来减小疲劳损伤,提高可靠性。

轧制温度对AZ61镁合金耐腐蚀性的影响

采用金相显微镜、X射线衍射仪、极化曲线、电化学阻抗谱和浸泡实验对轧后(轧制温度分别为:300、350、380、400℃)AZ61镁合金分别进行了微观表征和性能测试。研究了轧制温度对AZ61镁合金微观组织的影响及对耐腐蚀性的遗传效应,明确了轧制温度与耐腐蚀性之间的映射关系。结果表明:随着轧制温度的升高,AZ61镁合金的晶粒尺寸先减小后增大,β相含量先减小后增加再减小,其耐腐蚀性先升高后降低再升高;AZ61镁合金的腐蚀行为呈先局部点蚀,然后以“丝状”扩展为面蚀;当轧制温度为350℃时,AZ61镁合金的晶粒尺寸最小且β相含量最少,此时合金具有较好的耐腐蚀性,其极化电阻高达530.970Ω·cm^(2),腐蚀电位φ_(corr)为-1.470 V,腐蚀电流密度J_(corr)为8.415×10^(-6)A/cm^(2),平均腐蚀速率低至1.14×10^(-4)g/(cm^(2)·h)。

基于定位法线的工件自由度分析几何定理及应用

工件在异面组合定位时,各定位点常分布在非正交的异面上,用传统的定位原理时常会误判工件在夹具中的自由度而导致夹具设计失败。针对这一问题,将工件在夹具定位点处的法线命名为定位法线,根据定位法线的数量及其几何关系推导出一组判断工件自由度的几何定理,并对工件过定位时所对应的法线分布情况给出判断准则,使工件自由度的判断方法更加严谨、简单、直观,同时可有效避免工件产生过定位。例举几个疑难实例,用几何定理判断工件的自由度,并对不合理的定位给出解决方案,证明了几何定理可以快捷准确地判断工件在复杂定位状态的自由度。工件定位的几何定理发展与完善了工件的定位理论,有利于计算机辅助夹具设计中对工件自由度的正确判断。

电液系统位置压力非线性自适应双闭环控制

随着技术的不断发展电液伺服系统的用途越来越广泛,电液伺服系统在工业设备工程机械、冶金机械、机械制造等领域占据着举足轻重的地位.本文建立位置压力非线性自适应双闭环控制,通过李雅普诺夫函数算法的稳定性探索闭环系统的稳定性.通过李雅普诺夫函数逐步分析算法的半负定.根据半负定判定该算法的稳定性,若为半负定则此时的函数为渐近稳定的.若不是半负定则不是渐进稳定的.采用李雅普诺夫函数算法的稳定性的控制方法,可以使系统的误差逐渐减小,从而使系统趋于稳定状态.从结果分析可以看出采用非线性自适应双闭环控制对跟踪位置压力的期望值有明显的提高,并且误差值也越来越小.

通过流固耦合加热的轧辊温度场分析

针对目前镁合金板材轧制过程轧辊温度控制方式精度差,易造成板材的板形、板厚及裂纹等缺陷,采用流体循环流动传热的方式对轧辊进行温度控制,建立轧辊、流体传热过程的流固耦合模型,基于FLUENT软件对二者间的流固耦合传热过程进行数值模拟及试验验证。结果表明:用该方法加热轧辊时,辊身表面温度呈线性分布,边部与中间的温差范围为3～7℃,轧辊有效轧制区间占轧辊总长85%～100%左右,且流体温度与速度对其影响较小;在不同流体温度和流速下,轧辊表面温度均呈速率减小的趋势上升,流体温度升高及流速增大时,轧辊温升速率增大;得出在不同加热条件下,轧辊表面平均温度T与加热时间t的关系式;轧辊表面平均温度的试验与模拟值的最大相对误差为6.29%。该模型可正确预测轧辊表面的平均温度,作为镁合金板材轧制模型的一部分,利于轧制过程中轧辊的"等温"控制,实现"镁合金板材的等温轧制"控制。