四辊方管轧机机架有限元分析与结构改进研究

首先根据现有四辊方管轧机机架尺寸数据建立方管成型机组的三维模型,之后把工厂的生产经验和张力减径理论相结合确定机组各项工艺参数。应用显式动力学分析软件对三架方管轧机轧制过程进行仿真,求得钢管所受最大压力大小及出现的时间、位置,从而结合轧制力计算公式得到各架轧机所受轧制力范围。之后把最大轧制力导入有限元软件,对四辊轧机机架进行有限元分析,得到机架在最大轧制力作用下的应力应变分布规律,从而改进机架的薄弱结构,并把改进结果导入有限元软件中进行对比分析。最终在降低机架等效应力的同时,有效降低了机架的自重,且机架变形量增加很小。从而使机架性能得到改善,同时降低了生产成本。

循环供水式破碎岩石渗透试验系统

为克服现有破碎岩石渗透试验系统中间断供水、颗粒无法精确收集、自动化程度低等困难,设计了循环供水式破碎岩石渗透试验系统,主要由轴向加载及控制系统、渗透仪、渗透压力控制系统和数据采集系统4部分组成,其最大轴向荷载200 kN、最大渗透压力10 MPa,破碎岩石试样直径100 mm、高度150~200 mm。系统具有以下特点:设计交替供水装置,能够实现循环供水,用以研究渗透性强且孔隙结构调整周期长的破碎岩石;通过质量流量计与电子秤的配合,实现流失质量的实时收集;设置多套伺服控制系统并开发相应的控制程序,实现渗透试验过程的自动化控制。最后,通过破碎砂岩在压实过程中的渗透试验进行系统性能验证,试验结果表明该系统能够很好地满足试验需求。

基于改进K-means算法的钢管表面缺陷视觉检测方法

为了利用机器视觉技术检测钢管表面缺陷,设计并搭建了钢管表面图像采集实验平台,针对钢管表面覆盖有氧化铁皮以及弧形外表面易造成光照不均等问题,提出一种基于改进K-means灰度正反求和的检测方法。首先采用垂直投影法获取钢管区域图像,计算得到其灰度反转图像,参照Frankle-McCann Retinex算法原理分别对钢管区域图像及灰度反转图像进行增强,获得各自背景均匀的高对比度图像,再采用改进的K-means算法进行图像分割,得到两个缺陷检测结果,并对二者求和,最后通过图像后处理优化检测结果。构建了不同光照环境下包含凹坑、翘皮、划伤和辊痕等多类缺陷的钢管表面图像样本集进行实验,结果表明本文方法的检测精度较高,对光照不均匀具有良好的抗干扰能力。

薄硅钢收卷内应力及无芯筒料卷心形坍塌机理

某薄取向硅钢复卷线采用了恒张力收卷方案,卸卷后无芯筒料卷约有5%的概率发生心形坍塌,经济损失严重。为了研究心形卷产生机理及影响因素,降低坍塌几率,基于弹性力学叠加原理,建立了料卷收卷-卸卷的连续内应力分布模型;进一步基于压力埋管理论分析了无芯筒薄料卷心形坍塌过程,确定了坍塌区层数;测量了12组带厚为0.23、0.283mm的心形卷的屈曲半圆心角与屈曲区层数,测量值与理论预测值基本吻合,验证了所提理论的准确性。分析了钢带厚度和粗糙度、橡胶层等效径向刚度对内应力的影响。研究表明,随钢带厚度和粗糙度、橡胶层等效径向刚度的减少,料卷心形坍塌概率及坍塌层数增大;该规律与现场观察一致。通过减小橡胶层厚度、增加橡胶层弹性模量可增大等效径向刚度,大幅减小料卷压应力,降低心形坍塌概率和坍塌区层数。