多点矫直设计计算
连续拉伸弯曲矫直机设计与计算
Ｃ ． Ｑ Ｚ＝ｑ ３＝心 ＝２ 一１５ Ｃ， Ｑ Ｃ 二Ｃ Ｑ ， ｑ ｌ
味 ＝Ｃ ＝Ｅｌ ， ； ｑ ｈ ａ ｌ ２ｐ
在第 ２ 弯曲辊作用下的相对弹复曲率：
云Ｃ ＝ １ Ｃ ＋Ｑ Ｃ＋ ｑ ＋ ｑ Ｃ十 ｑ Ｃ Ｃ ２ 。 ４ ５ ４ １ ５
由于弯曲矫直辊组尺寸较小 ， 所以消耗在各 辊轴
Ｃ＝ ．７艺Ｃ＋ ． ０６ ， ０ ） １（ ； ２ Ｅ＝ ， ．习Ｃ＋ ３ ．％ Ｌ ｅｘ （ ， ０ ） １７ ｊ ６
③ 当 Ｃ二 ： 。‘＝０１ ： ／ ０ 时：
承中的摩擦力矩 Ｍ 不大， ． 可以忽略不计， 故：
的， 带材厚薄比（＿ ， 一般为４ ５ ｈ ｌ ｈ） 一 。矫最薄带材
时， 薄带可贴紧在辊面上， 故取 ｋ ． ； ＝１０ 矫最厚带材 时， 厚带不可能贴紧在辊面上， 只有一点接触， 故取 ｋ ＝ ．； ２０矫中间厚度带材时， ｋ １２ 一 ． ０ 取 ＝ ． １７ ５ ５ 带材在工作辊作用下的相对弯曲曲率： Ｃ ，
也是有关设计部门的紧迫任务。
１ 带材拉弯矫直基本原理
拉弯矫直机是 由辊式矫直机和张力矫直机发展 而来的， 早期的拉弯矫直机的机型就是辊式矫直机加 张力辊组。辊式矫直机在矫直薄而宽的带材时面对
图１ 个弯曲辊单元和１ ２ 个矫正辊单元构成的拉弯矫直机示例
的难点： 一是难于产生必须的弯曲变形率； 二是细长
＝４ 一１５ Ｃ ， ． ，
时， 应 亦 取ｑ＝ ．－８０或更大一些。 ８ １．， ０
＝（ｈ ｐｌ ａ Ｅ 一１ ４ｌ ）（， ） ． ２ ／ ５
带材在弯曲矫直辊作用下的曲率变
化关 系
根据弹塑性弯曲理论 ， 并忽略带材变形强化作用 和原始曲率， 按理想弹塑性材料考虑， 带材在一对弯 曲辊和一个矫正辊作用下的曲率变化关系如下。
连续矫直及其拉矫机的研究与应用
连续矫直及其拉矫机的研究与应用发表日期：2006-11-3 阅读次数：149随着现代连铸向高速的方向发展，铸坯在矫直时内部未完全凝固，即铸坯要经受液相矫直，用传统的一点矫直就会使铸坯壳的剪应力、拉应力、变形和变形速度均达到危险的峰值，以至使铸坯产生矫直裂纹。
为此，比较了一些提高铸坯矫直质量新技术：压缩矫直技术、多点矫直技术、渐进矫直（又称连续矫直）技术等。
其中连续矫直技术在近年来方坯连铸高效化改造中起着极为重要的作用。
在方坯连铸高效化改造与开发中，对铸坯带液芯矫直进行了深入研究，以满足改造及开发的连续矫直拉矫机在拉速为2.8~3m/min的条件下生产的铸坯无矫直缺陷、质量完好。
研究中设定连续矫直曲线并着重减少应变速率ε，并使拉矫机在矫直区域内剪应力为零而矫直弯矩为恒值，并使整个矫直区间内铸坯总合力为零。
为此，保证了高拉速下铸坯优良品质。
连续矫直结构优化特点由于单点矫直不能满足高拉速技术发展需要，必须研究新的矫直技术。
经研究，选三次抛物线作为连续连铸机弧形段和直线段的理想连续矫直曲线。
拉矫机矫直方式有单点矫直、多点矫直以及近年发展较快的渐进矫直（连续矫直）技术。
其中小方坯的渐进矫直技术是一种优化的结构，被矫直的变形都不会集中在一点上，从而完成了渐进矫直的过程，使铸坯中心的两相区变形情况得到较大的改善。
渐进矫直（连续矫直）拉矫机的应用近年来，渐进矫直拉矫机的推广使用取得一定成功，取代了单点拉矫机。
单点矫直机在冶金等方面有比较大的问题。
单点矫直会在切点处形成最大应变，这对全凝固铸坯的矫直已能满足要求，但许多钢厂为提高产量，要求再提高拉速，而冶金长度受厂房限制，铸坯带液芯不能实现单点矫直；由于铸坯液芯长度与拉速成正比，高拉速连铸机铸坯液芯必然很长，如仍采用固相矫直势必使连铸机半径很大，这明显不合理。
因此在改造和新建连铸机上推广渐进矫直矫机，可按以下要求进行设计：（1）在切点前布置一个单支承辊。
（2）拉矫机布置在切点后的一定距离内，利用矫直力矩在铸坯内部的均匀分配形成在设定距离内均匀渐进的连续矫直，使坯壳矫直应力与应变最小，可以满足带液苡矫直的要求。
轴类零件矫直压下量的实用算法
12 - 03.
图1 矫直过程
由上述条件 ,对理想弹塑性材料的轴 ,应力应变模 型为 ε E 0 ≤ε ≤ε S , σ = < (ε ) = σ ε>ε ( 1) S S , 式中 : E 为杨氏弹性模量 ,σ S 为屈服极限 ,ε S 为 σ 最大弹性应变 ,ε = / E . S S 设轴的中心线曲率为 k , 则距中性轴距离为 z 处的轴向应变为 ε = kz = z / ρ, ( 2) ρ 式中 : 为曲率半径 . 在轴受到的最大弯矩 M 超过其弹性极限弯 矩 M s ( 即轴的最大弯曲应力超过材料的屈服极 限) 时 ,σ max轴上的应力分布如图 2 所示 .
+
arcsin ζ , 2ζ
( 5)
式中 : M S 为弹性极限弯矩 , M S =
πR 3σ S ,ζ 为弹 4
性和高度比 ,ζ= r/ R . 设原始曲率为 k 0 ,反弯曲率为 k w , 弹复曲率 为 k t ,残余曲率为 k c ,总弯曲曲率为 k z ,极限弹性 曲率 k S = M S / EI . 规定曲率凹者为正 ,凸者为负 . 为使零件被矫直 , 应该使 k c = k w - k t = 0 , 此时
轴类零件矫直压下量的实用算法
李春凤
( 渤海船舶职业学院 ,辽宁 葫芦岛 125005)
摘 要 : 用手工凭经验给定压下量来完成轴类零件的矫直 ,结果不能满足精度要求 ,对矫直理论进行分析 , 计算出精确的压下量 ,并通过编程结合实例 ,证明方法可行 ,这样 ,实现了矫直的可控性与机械化 . 关 键 词 : 矫直 ; 压下量 ; 轴 ; 编程 中图分类号 : TH126 文献标识码 :A
180 mm ,得到的结果如表 1 所示 .
中厚板辊式矫直过程算法模型修正
中文摘要中文摘要近年来，我国的钢铁工业经历了前所未有的发展，板带材的产量也逐年增长。
随着人们对板带材的质量要求不断提高，中厚板矫直机作为改善板材质量的关键设备也显得越来越重要。
但是由于我国对矫直技术的研究起步较晚，因此对矫直技术的研究仍存在不足之处，导致国内的矫直机在矫直质量、矫直效率及自动化水平上与国外相比仍有一定的差距。
本课题以实验室“十一辊全液压矫直平台”项目为依托，对中厚板辊式矫直机的关键技术进行了研究。
根据矫直理论和辊式矫直原理，本文对中厚板矫直机进行了工艺参数分析，通过理论分析，分析了包辛格效应和中性层偏移对矫直过程的影响，建立了截面分层的矫直内弯矩算法，并建立了十一辊矫直机矫直解析模型，从而可以计算出辊式矫直机的各种力能参数，并给出了矫直过程中截面上各种应力与应变的分布规律。
然后通过有限元分析软件Marc对辊式矫直过程进行了模拟。
最后，对中厚板辊式矫直机进行了实验研究，设计了矫直力的测试装置，并对矫直力进行了现场测试。
通过对比我们发现，矫直过程的分层计算方法与有限元模拟得到的矫直力与实测值差距很小，证实了分层计算方法与有限元模拟的可行性。
总之，本文采用分层计算、有限元模拟以及实验研究等方法对辊式矫直过程进行了研究，其结果可以对我国中厚板辊式矫直技术的发展提供理论依据和科学指导。
同时，本文采用的分层计算方法为矫直理论的进一步发展提供了新的研究手段。
关键词：辊式矫直机；矫直力；分层计算；测试中文摘要ABSTRACTABSTRACTIn recent years, steel industry in our country undergo a unprecedented development, the production of strip also keeps a higher increase each year. Along with the unceasing enhancement of users to the strip quality requirement, the leveler as a key equipment for ensuring strip quality, determine the productivity and quality of the strip. But because of the slow development of straightening theory, the weak links of in researching straightening technology, the straightening equipments in the country still has a gap compared with foreign.This topic takes straightening project in testing laboratory as a backing, has conducted the research to technologies of strip roller straightened. According to the straightening theory and the roller straightening principle, this paper carried on processing parameter analysis by using roller straightened to straightening strip, analyzed the influence of the packet singh effect and neutral layer migration to the process of straightening, the calculation model of leveling process is developed. By the calculation mode, all kinks of straightening force was worked out, and also given the stress and strain distribution laws of leveling process. Finally, a straightening force testing equipment was designed, and straightening force was tested. The gap of straightening force among layered calculation, the test value and layered calculated value, the results confirmed the correctness of layered calculation.In short, this paper combined analysis calculation, layered calculation and experimental methods to study the process of strip roller straightening, the result could provide the development of strip roller straightening technology. Meanwhile, the layered calculation methods used in this paper provides a new means of research for the further development of the straightening theory.Key words : Roller straightener ; Straightening force ; Layered calculation ; TestABSTRACT目录目录第一章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 国内外中厚板辊式矫直机研究概况 (2)1.2.1 国外中厚板辊式矫直机发展概况 (2)1.2.2 国内中厚板辊式矫直机发展概况 (3)1.3 中厚板辊式矫直过程研究概况 (3)1.4 本文的研究目的及研究内容 (4)1.5 本章小结 (5)第二章辊式矫直机矫直基本理论 (7)2.1 弹塑性弯曲理论 (7)2.1.1 研究弹塑性弯曲所引用的假设 (7)2.1.2弹塑性弯曲的定义 (7)2.1.3 弹塑性弯曲的曲率 (8)2.1.4板材在弹塑性弯曲中的力矩及曲率方程 (10)2.2 辊式矫直机简介 (11)2.2.1辊式矫直机工作原理 (11)2.2.2辊式矫直机的结构特点 (12)2.2.3辊式矫直机的分类 (12)2.3 辊式矫直机的矫直方案 (15)2.4 本章小结 (16)第三章中厚板辊式矫直过程数学模型的建立 (19)3.1 中厚板辊式矫直机压下模型的建立 (19)3.1.1入、出口矫直辊压弯量的确定 (19)3.1.2各矫直辊处板材弯曲曲率的确定 (22)3.1.3矫直过程中内力矩方程 (22)3.1.4矫直力的计算 (24)3.2 中厚板辊式矫直机弹塑性弯曲过程中的分层计算方法 (24)3.2.1关于包辛格效应 (33)3.2.2关于中性层偏移 (35)3.2.3分层计算方法的建立 (37)目录3.3 中厚板辊式矫直机连续弯曲过程矫直模型的建立 (40)3.4 实例计算及结果分析 (42)3.5 本章小结 (48)第四章中厚板辊式矫直过程的有限元模拟 (50)4.1有限元模型的建立 (50)4.1.1模型的简化 (50)4.1.2单元类型的选择 (51)4.1.3材料模型的选择 (51)4.1.4网格划分 (52)4.1.5接触的处理 (53)4.1.6载荷工况的定义及作业参数的定义 (54)4.1.7 后处理 (56)4.2模拟结果分析 (56)4.2.1中厚板辊式矫直过程分析 (56)4.2.2 中厚板辊式矫直过程应力应变分析 (57)4.2.3中厚板辊式矫直过程中矫直力分析 (62)4.3本章小结 (63)第五章中厚板辊式矫直过程的实验研究 (64)5.1 实验的目的 (64)5.2 实验设备简介 (64)5.3 实验仪器简介 (66)5.4实验步骤 (66)5.5实验结果分析 (68)5.6本章小结 (70)结论 (72)参考文献 (74)致谢 (74)攻读学位期间发表的学术论文目录 (74)第一章绪论第一章绪论1.1研究背景矫直，简单的说就是利用材料的弹塑性性质，使轧件在矫直辊间受压产生正向或反向的弹塑性弯曲变形，在弹复后变直或减少原有的弯曲程度，使之成为合格产品的工艺过程。
中厚板矫直规程的计算模型及其优化设定13
Ｃ ｌ ｌｔ ｎｍｏｅ ａｄｏ ｔ ｚｔ ｎｓｔｎ ｆｅｅｎ ｓｈｄ ｌ ｉ ａ ｕａｉ ｃ ｏ ｄｌ ｎ Ｐｉ ａｉ ｅ ｉｇｏ ｌ ｌ ｇ ｃｅｕｅ ｎ ｍｉ ｏ ｔ ｖｉ
ｍｅｉｍ ｈａｙＰａｅｌ ｅ ｎ ｒｃｓ ｏｅｓ ｄｕ ｅｖ ｌｔ ｅ ｌ ｇＰ － ｖｉ Ｘ ＥＪ， ｎ， Ｕ为ａ ｌ， ＬＵ又ａｇ ｕ‘ 从 Ｎ Ｇ 分 时 ， 人 ＧＪ ｎ ｉ Ｕ ｕａ Ｈ ｌ 介ｅ ， ｉＩ ｎｈ ， 叭 Ｇ ｕｄ －ａ ｏ 从Ｎ ｉ ｐ ａ 褚 － （． ｈ Ｓａ Ｋ ｙ ａ ｏ Ｒ ｌ ｇ ｎ Ａ ｔ ａｏ Ｎ ｒ ｅｓ ｒ Ｕ ｉ ｒｔ， ｈｎａｇ １ Ｔ ｅ ｔ ｅ ｅ Ｌｂ ｆ ｏ ｉ ａｄ ｕ ｍ ｔ ｎ， ｏｔ ａｔ ｎ ｎ ｅ ｉ Ｓｅｙｎ ｔ ｌ ｎ ｏ ｉ ｈ ｅ ｖ ｓｙ １００ ， ｈｎ ； ．Ｔ ｎ ｓａ ｌ ｅ ｏＰｒｔ ｎ Ｔ ｎ ｓａ ６ １０ Ｃ ｉａ １０４ Ｃ ｉａ ２ ａｇｈｎＰａ Ｃ ｒｏａｉ ， ａｇｈｎ０３０ ， ｈｎ） ｔ ｏ
通常采用的同一的相对加工曲率为乙 闭。 ＝３
１３ 小变形调整方案 ．
这种调整方案的基本原则是 ： 进人该辊的轧
件， 经过反弯及弹复后， 其最大原始曲率应完全消 除。为了能消除进人该辊的最大的相对原始曲率
１１ 整体倾斜调整方案 ．
这种调整方案 ， 主要是调整首、 尾部压下量。 衡量矫直效果的一个重要指标是塑性变形率， 为 了达到矫后的精度范围要求， 不同厚度和钢种的 钢板在矫直过程中有不 同的塑性变形率的要求 ， 塑性变形率越大， 矫直效果越好 。由经验可知道 实际的不同厚度和钢种的钢板所需要的塑性变形 率用 ａ 表示， 或可采用理论计算根据不同的原始
数値解析手法塑性加工19953639121396重型机械197927230加工1961塑性加工199031矯正作用研究196329本方法基于经验分配预设定根据理论模型优化设定因此矫直工艺方法可信赖同时应用到某中厚板厂矫直机工艺二级过程机开发2006208202上接第44改进前后测温管寿命对比差不大于由于连续测温具有连续性有利于对中包温度的监控与拉速的调整改良后连续测温管的寿命可以达到24状态改进前改进后15157523001575294526响应时间响应时间是连续测温管插入钢液中到正常温度值所需要的时间从现场跟踪情况来看测温管平均响应时间在采用中间包连续测温技术能够快速连续确地测量中间包钢水温度测温管可重复使用命能够达到要求能够降低生产成本操作简便中间包连续测温技术应用后能及时反映中间包温度的变化趋势有助于实现温度跟拉速的合理匹对实现稳定连续有序可控的连铸生产起到了积极的作用成本计算据统计支测温偶头每只单价每炉钢费用为36
大型直缝焊管多点弯曲一次性矫直新工艺原理_赵军
0 ( x) ( x)
M ( x) EI v
(11)
牌号 A516Gr60
表2
弹性模量/ GPa 200
管件材料性能参数
塑性切线模量/ MPa 1 833.3 屈服应力/ MPa 345
联立式(10)和式(11)， 可得直管弯成最终曲率分 ( x ) 布为 0 的曲管时弹复前的曲率分布
线上不满足直线度要求的管件进行了测量。测量采 用美国星科(CimCore)公司生产的 3000iTM 系列便 携式三坐标测量仪，其测量精度为 0.01 mm。管件 的几何参数及其材料性能参数如表 1 和表 2 所示。
(9)
将式(2)代入式(9)整理得
M D D 1 (2 s sin 2 s ) EI v E E
(10)
管长/ mm 12213
图3 表1
管件编号 LJ23-1
现场图
由前述过弯矫直等价原理可知，初始曲率分布 为 0 ( x) 的大型管件经纯弯曲矫成直管等价于直管 经纯弯曲弯成曲率分布为 0 ( x) 的曲管。故由弹复 方程式(6)有
管件几何参数
初始最大挠度/ mm 70.89 外径/ mm 457.2 壁厚/ mm 12.7
Abstract：Due to the geometric particularity of longitudinally submerged arc welding(LSAW) pipes, the multi-step three-point bending method is mainly used to correct its straightness in manufacturing. The theoretical straightening moment, which corresponds with the pipe’s initial deflection distribution, is calculated based on the springback equation of small curvature plane bending and the equivalent principle for over-bend straightening. The pipe can be completely straightened by applying this theoretical straightening moment. To facilitate industrial applications, the multi-point bending one-off straightening control strategy is proposed by discretizing and linearizing the theoretical moment curve. Besides, the method to determine the corresponding straightening parameters is established. After measuring the initial deflection distribution of a LSAW pipe, the finite element methods (FEM) simulation model of its multi-point straightening process is built. The reliability of this model is verified by physical simulation experiments of small size pipes. Meanwhile, the feasibility of the multi-point bending one-off straightening control strategy is verified by the simulation results. This new strategy provides a theoretical basis to the design and the application of the automatic straightening machine. Key words：longitudinally submerged arc welding pipes；multi-point bending；pressure straightening；bending moments；controlstrategies
多点成形
缺陷,提高板材的成形能力。这是一种理想的板材成形方法, 但要实现这种成形方式,压力机必须具有实时精确控制各基 本体运动的功能。如图2b所示。
图2 两种基本的多点成形方式 a. 多点模具成形 b. 多点压机成形
成形工艺
1.一次成形工艺
一次多点成形工艺与传统的整体模具冲压成形类似,根据零件的几 何形状并考虑材料的回弹等因素设计出成形面,在成形前调整各基本 体的位置,按调整后基本体群成形面一次完成零件成形。
精密化： 目前多点成形技术在薄板成形与复 杂工件成形方面取得了明显进展,已经 能够用厚度为0.5mm 甚至0.3mm 的板料 成形曲面类工件,而且能够成形像人脸 那样比较复杂的曲面(图3)。随着多点 成形技术的逐渐成熟,正在向精细化方 图3 人脸成形实例 面发展,其成形精度也将得到更大提高。 连续化: 多点调形技术与连续成形技术的结合可以实现连续柔性成 形。其主要思路如下:在可随意弯曲的成形辊上设置多个控制点 构成多点调整式柔性辊,通过调整控制点形成所需要的成形辊形 状,再结合柔性辊的旋转实现工件的连续进给与塑性变形,进行 工件的无模、高效、连续、柔性成形。基于这种新的成形原理, 已经开发出柔性卷板成形装置,并且实现了多种三维曲面的连续
应用与发展
目前, 多点成形技术已经应用于高速列车流线型车头制作、 船体外板成形、航空航天器、化工压力容器、建筑物内外饰板 的成形及医学工程等多个领域中。 随着航空、航天、海运、高速铁路、化工等行业的发展, 对三维曲面板件的需求也在不断地增加, 三维板件的生产也需 要更加先进的制造技术。目前, 多点成形技术正在向大型化、 精密化及连续化方向发展。 大型化: 多点成形作为一种柔性制造新技术, 特别适用于三维板件的 多品种小批量生产及新产品的试制, 所加工的零件尺寸越大， 其优越性越突出。
连续矫直曲线的研究及应用
连续矫直曲线的研究及应用邯郸钢铁集团有限责任公司设计院 蔡庆森 王小平摘要 推导了弧形连铸机的连续矫直曲线的co rnu式。
其一阶近似为工程上广泛应用的Concast公式,同时证明半分点性质,可用于连续矫直曲线的位置设定。
应用本文公式对邯钢引进的CSP连铸机连续矫直段进行计算,得到与实际完全一致的结果。
叙词 连续矫直曲线 Cornu式 Couca st式 半分点Abstract T he paper has derived the fo r m ula Co rnu of con tinuous straigh ten ing curve fo r s2type m ach ine.T he derivati on is si m ilar to the fo r m ula concast w idely used in engineer2 ing.A nd the cen tre po in t can be used fo r po siti on setting of the curve.T he fo r m ula has been used to calculate the con tinuous straigh ten ing secti on of the i m po rt CSP caster in H angang Steel.T he value obtained show s the sa m e as the given CSP data.D escr i ptors con tinuous straigh ten ing curve,fo r m ula Co rnu,fo r m ula Coucast,cen trepo in t of the curve1 引言连续矫直技术在弧形连铸机上得到了广泛应用。
邯钢引进西马克公司CSP生产线中的立弯连铸机,采用连续矫直技术生产薄板坯,取得良好效果。
连铸设备教学课件PPT
拉坯速度
• 通常，连铸机冶金长度确定后，铸机可能
达到的最大拉速也就随之确定，拉速和冶
金长度是相互联系、相互制约的。
• 铸机可达到的最大拉速按下式计算：
式中
vmax
K 2Lm
2
vmax: 最大理论拉速，m/min K: 凝固系数，mm ·min-0.5 Lm: 冶金长度，m : 最小坯壳厚度，mm
• 在铸坯内钢水完全凝固之前，上部结构和立式 连铸机相同。
• 在铸坯完全凝固之后，用顶弯设备将铸坯顶弯， 使铸坯在水平方向进行切割和出坯，大大减小 设备总高度
• 小断面（100mm*100mm）铸坯完全凝 固时间短，大断面150mm*150mm以上） 铸坯完全凝固时间长。大断面不适合通过顶弯 降低设备高度。顶弯设备庞大。
• 内外弧冷却强度不一致。所以要合理布 置二冷强度。
设备高度的降低，使得弧形连铸机得到广 泛使用
多点矫直弧形连铸机基本特点
多点矫直弧形连铸机基本特点
• 原理和设备和单点矫直弧形连铸机一样。 • 拉速增加，使得钢水不能在四分之一圆弧内完
全凝固，因此在矫直时，铸坯中心还有钢液液 芯，形成所谓带液芯矫直。 • 单点矫直会导致带液芯矫直时的一次变形量大， 铸坯中心区产生裂纹缺陷。而将一次变形变成 多次变形，可解决这一问题。
• 铸机长度按冶金长度确定，取1.1倍冶金长度。
连铸机总体尺寸（长度）
• 连铸机总长度是指从结晶器外弧线（即 连铸机基准线）至冷床后固定挡板的距 离，与采用的引锭杆型式有关。
• 如图
连铸机总体尺寸（长度）
• L=R十L1十L2+ L3十L4十L5
三维曲面钢板多点数字化成形技术
其中, n 是曲面在点 p ( u, v ) 处切平面的单位法
PU c 、 PL c 分别为上、 下基本体球头的球心位置向 量 Pc = ( x c , y c , z c ) 、 Pc = ( x c , y c , z c ) 。 不管是由解析方程描述的规则曲面还是由分片 有理贝齐尔曲面描述的不规则曲面, 由于基本体球 心的 x 、 y 坐标已知 , 由方程 ( 1) 可求得基本体球心 z 坐标及公切点 P T ( x T , y T , z T ) 与 P T = ( x T , y T , z T ) , 从而将一个需要成形的空间曲面转化为上下基本体 群中每一个基本体的球心高度值。经过进一步成形 工艺计算、 检验之后, 该高度值矩阵由 CAD 软件传 递到控制系统, 控制系统自动调节每一个基本体的 高度值。 3 . 3. 2 基本体群型面调整 基本体的控制驱动部分分布在设备内部, 为了 实现对几百个基本体的位置数字控制, 采用集散控 制结构。作 为 主 机 的工 业 控 制 计 算 机 负 责 接 收 CAD/ CAM 软件系统 的上下基本体 群高度值 数据 d U ( x i , yi ) 、 d L ( x i , y i ) , 与记忆形状比较后 , 得到此次 需要调 整的 高 度值 数 据 d U ( x i , y i ) 、 d L ( x i , y i ) ; 通过工业总线对每个具有独立地址编码的控制驱动
刘纯国 , 等 :
三维曲面钢板多点数字化成形技术
17
三维曲面钢板多点数字化成形技术
刘纯国, 蔡中义, 李明哲
( 吉林大学 辊锻研究所 , 长春 130025)
传统模具成形不同形状的金属板类件, 见图 1。典
提 要 多 点成形是金属三维曲 面柔性成形新技 术 , 以 多点 成形 技术 为核 心 , 集成 多 点 CA D/ CA M 软 件、 计算机集散控制系统以及 压力机等 , 构成钢 板多点 数字化成形系统 。 可以实现三维曲 面钢板从形 状输入 到成形过程的数 字化 。 应 用分 段多 点成 形工 艺 , 可以 在小设备上成形大尺寸钢板 , 而不用将 其分割为 小块 ; 应用多点闭环成形工艺 , 可以 减小钢板 的成形误 差 ; 从 应用实例看出 , 该技术可以用于船体外 板的柔性成形 。 关键词 多点成形 柔性成形 中图分类号 T G306 文献标识码 A 数字化加工 船体外板
钢轨端部压力矫直工艺参数的计算方法
口 周建源 口 盛艳明
２ ６ ６ １ １ １ 南 车 青 岛 四方 机 车 车 辆 股 份 有 限 公 司 山东 青 岛
摘
要： 矫 直 栽 荷 和 矫 直 行 程 是 钢 轨 端 部 压 力矫 直过 程 的 两 个 重要 工 艺 参 数 。 在 现 有 研 究 的基 础 上 ， 结合 实例 应 用
１ 矫 直 工 艺 参数 的计 算 方 法
１ ． １ 基 于 有 限 元 的 计 算 方 法
曲 线 反 映 了 矫
直 过 程 的 ３个 阶 段 ： 弹性变 形 阶段 Ｏ Ａ、 弹 、 塑 性 变 形 阶
有 限 元 计 算 方 法 技 术 成 熟 ， 已成 为 工 程 领 域 应 用 最 为 广 泛 的 数 值 模 拟 方 法 ．有 限 元 计 算 结 果 已 成 为 工
目前 在 钢 轨 的 生 产 过 程 中 ，一 般 采 用 多 辊 式 矫 直 机 进行 矫直 ， 以保证 其 平直 度 。然 而 ， 经辊 式矫 直 机矫
钢轨 的压 力矫 直过 程 ． 从力 学 角度 而言 ， 涉 及 到 材
直 后 的 钢 轨 在 端 部 仍 会 存 在 矫 直 盲 区 ， 即 端 部 弯 曲 无
全具 有重 要 意义 。
１ ． ２ 基 于弹、 塑 性 弯 曲 的 计 算 方 法 目前 在 有 关 矫 直 工 艺 参 数 计 算 的 理 论 研 究 中 ， 大 部 分 是 以 弹 、塑 性 弯 曲 理 论 为 基 础 展 开 的 矫 直 参 数 计
算 。 许 多 学 者 针 对 各 自 的 研 究 ， 相 继 建 立 相 应 的 基 于
法 矫直 。 这 是 由辊式 矫直 机 的辊 间距决 定 的［ １ － ２ ］ 。 目前 ， 钢 轨端 部弯 曲主要 通过 辊矫 后 的 双 向液压 补矫 进 行矫
隧道多点位移计检操作规程
多点位移计操作规程一、仪器和设备1、多点位移计；2、数据采集器；3、钻机及灌浆配套设备。
二、多点位移计安装埋设多点位移计典型的安装埋设施工程序：测量放点→钻孔→仪器组装→仪器安装→灌浆→孔口保护设施施工→待砂浆固化后→按要求进行观测。
1）造孔（1）钻孔开始前，先校核钻孔位置、方向和孔深。
钻进过程中钻孔要直。
（2）根据多点位移计要求的钻孔直径和孔深造孔，开孔直径φ150。
钻60cm（视表筒长度而定）后改用φ90-110钻头在φ150钻孔的孔底中心开孔。
钻孔深度应比最深锚头深lm钻孔施工时应注意避免与锚杆钻孔相互交错贯通。
孔位平面位置允许误差50mm，角度偏差不大于±1°（3）钻孔结束后仪器安装前用压力清水将孔冲洗干净。
检查钻孔通畅情况,测量钻孔深度、方位、倾角。
（4）在不良地质条件下，如有塌孔采用下套管和注浆扫孔法护壁。
（5）灌浆套管口周围用水泥砂浆或环氧锚固剂锚固,套管外侧与孔口平齐。
2）仪器安装（1）在场地平整干净的地点组装锚头、传力杆、灌浆管、排气管等。
（2）将组装好的多点位移计测杆放进孔内 (注意要使用安全绳,以便必要时可将位移计测杆拉回) ,到PVC测头套管刚好到孔的外侧位置，在固定支座与套管的连接处涂抹PVC胶粘剂,然后把它嵌入与套管管口平齐,直到胶粘剂固化为止。
（3）将模拟传感器安装固定到基座传感器固定杆上，在结合面上涂抹一层硅胶，按对应的孔位对好基座,仅预留灌浆孔和排气孔,以防在灌浆时对传感器安装孔造成污染。
（4）灌浆后拆除连接的灌浆泵管路，将灌浆、排气管封堵，待砂浆初凝后拆除、切断固定支座上的灌浆、排气管,将其表面清理干净。
（5）将模拟传感器拆下，把多点位移计传感器安装固定到基座传感器固定杆上，并同时涂抹上一些硅胶。
此时就记录下每支传感器的出厂编号以及对应的测杆编号和锚头位置。
（6）根据预估的位移调整传感器的工作点，当传感器固定好后，将配套数据采集器连接到多点位移计的导线上，测记初始读数。
拉弯矫培训行业相关
就是说，矫直1152-H18 PS版基产品，来料平直 度为100I,所需的最小延伸率是0.38％。
考虑张力辊打滑、速度偏差、不均匀变形等极限
情况，对于来料平直度在50~200I的该产品，延
伸率设定值一般在0.3～0.5％。
技术教学
10
如果延伸率设定过大，会无谓加大传动载荷， 增加机组能耗。同时施加过量的拉伸变形会导 致带材表面形成“橘皮状”缺陷或“舟”状横 弯，影响产品质量。
材，其最小设定值应以保证带材在张力辊面不产生
打滑为原则。无谓的增大开卷张力，既增大电机负
荷，又容易使带材产生不均匀变形导致断带。
技术教学
16
卷取张力的作用除保证带材不产生打滑外，更主要 是保证卷取不产生串层。卷取张力稍大于开卷张力 的目的是降低张力辊电机的负荷。 在保证卷取不产生串层的前提下，应尽可能采用较 小的卷取张力，这有利于成品卷材不产生擦伤、瓢 曲、起鼓、翘边等缺陷。
若在矫直辊投用的情况下，需要的扭矩载荷会相
应降低20~50%，与矫直辊压入深度有关。
技术教学
15
2、开卷/卷取张力的设定原则
依据张力放大原则，一般开卷张应力取材料屈服极 限的8～15％，卷取张力一般为开卷张力的1.1～1.5
倍。张应力乘以带材的横截面积即为实际张力值。
※※值得注意的是，开卷张力的作用并不是矫平带
f＝0.18。计算入口辊组的张力放大倍数K。
K T e fθ e0.18 16.06 18 T0
技术教学
14
计算表明，普通8辊拉弯矫直机列的张力放大系 数约为18，理论上，如开卷张应力设为10MPa, 经入口张力辊组放大后，在矫直段最大可形成 180MPa的张应力。
反算之，要矫平屈服极限σ=200MPa的材料，矫 直段张应力必须大于200MPa，所需的开卷张应 力应大于200/18=12MPa。
多点支护结构设计教学课件PPT
4 锚杆稳定性验算
土层锚杆稳定性分为整体稳定性和深部破裂面稳 定性
一、整体稳定
破坏时，土层滑动面在支护 结构下面，由于土体滑动使 支护结构和土层锚杆失效， 按圆弧滑动法计算
i i
wi
f
二、深部破裂面稳定性
深部破裂面在结构下端, 由力的多边形求解。
利用力的多边形求得土层锚杆所能承受 的最大拉力的水平分力
（3）、多点支护结构计算
（一）二分之一分割法
1、计算思路
将各道支撑之间距离等分，假定每道支撑承担相 邻两个半跨的侧压力。
2、计算步骤
a）求出作用在挡土墙上土压力分布。 b）将每道支撑上之间等分。 c）求入土深度。 R1
a
b/2 b/2
Ea E p D
R2
Ep
b
Ea
c
D
2）、分段等值梁法 c
优点
1、锚杆施工作业空间不大，适用于各种场地。 2、锚杆代替内支撑可降低造价，改善施工条件。 3 、锚杆设计拉应力可通过抗拔试验确定，可保证 足够的安全度. 4、可对锚杆加预应力控制支护结构的侧向位移。
3.6.1土层锚杆构造
一、锚杆头部： 承受来自支护结构的力并传递给拉杆 头部分为台座、承压板和紧固器三部分
二、拉杆材料的选择
为降低锚杆拉伸时用钢量，宜采用高强钢。
三、锚杆结构参数计算
锚杆承载力计算应符合下式：
Td 1.25 oTc
Td 锚杆水平拉力设计值
Tc
支反力
（一）锚杆自由段与锚固段长度
锚杆自由段长度不宜小于5.0 米，对于倾斜锚杆，自由段 长度应超过破裂面1.0米。
1、锚固段长度
1m
复合重轨矫直机的矫直力计算
1.4.2 矫直力计算公式 作用在各个辊子上的矫直力可按下式计算：
式中： 为钢轨塑性弯距， = ； 为钢轨弹 性极限弯距， = ； 为钢轨屈服极限。
对于重轨断面，其塑性断面系数为： = (1.5~ 1.7) ，取 =1.6 ，重轨钢种为 QU100 ，屈服强 度 一般为 510 ～ 550MPa，这里取 = 550MPa。
曲度。矫前弯曲度的大小一方面与轨头、轨底的温 差有关，另一方面与轨头、轨底的冷却速度快慢有 关，因此，要想降低钢轨矫前弯曲度，可以考虑降
钢轨型号
1
2
/1 2
3
/1 2
50 46 70 132 27 42 1: 4 152 13/2.5 4 12/20 15.5
1.2 截面面积、重心距
低轨头与轨底的温差大小及控制轨头、轨底的冷却 速度。而对于冷却中的弯曲需要采用矫直方法来得
纯弹性弯曲
弹塑性弯曲
纯塑性弯曲
图 2 弯曲应力状态图 Fig. 2 The bending stress graph
1.4 矫直力的计算
其矫直过程见图 5，从图中可看出, 钢轨刚咬 入 3 # 矫直辊时，钢轨踏面与 2 # 辊接触点距离钢 轨端部约为 500mm , 此时还未建立起三点弯曲矫 直关系, 因此不会引起钢轨尺寸变化。随着钢轨继 续前行, 三点弯曲矫直关系建立，进行一次弯曲矫 直。矫直过程就是不断弯曲使钢轨经历弹塑性弯曲 变形，达到平直。
得到 50 号钢轨的最大矫直力为 2827.3849kN， 弹性断面系数为 371374.6033mm，计算得到电机 功率为 160kW。某钢厂的复合钢轨矫直机，此钢 轨矫直设备的公称矫直力为 3700 kN，电机功率为 180kW。矫直力的计算误差是 23.6％，电机功率计 算误差是 11.1％，符合公称设备要求。通过此软件 可以计算不同钢轨的矫直力，为以后矫直机设备设 计提供快捷且比较可靠的计算结果，具有一定的实 际意义。
[多点位移计]多点位移计使用
![[多点位移计]多点位移计使用](https://img.taocdn.com/s3/m/19a155295627a5e9856a561252d380eb63942352.png)
[多点位移计]多点位移计使用篇一: 多点位移计使用四、仪器埋设安装多点位移计的位置、轴向、长度及锚固点的数量，严格按照设计图的要求。
同时应考虑预期的岩体位移方向和大小、所安装的其他仪器的位置和性能，以及仪器安装前后和安装过程中工程活动的过程和时间，以确定位移计的安装位置。
基点选择，欲测绝对位移并以最深点为基准点时，最深一个锚固点应设置在工程影响范围之外。
在有围岩锚固结构的部位，最深一个锚固点应固定在锚杆的内端点以外。
总之锚固点的设置应使位移计能测到最大的变形值。
软弱结构面、接触面、滑动面等部位，宜在两边各设置一个锚固头固定。
1、安装前仪器试验在安装之前，需要对传感器进行检查，以确定其完好无损。
其电缆连接方法见说明书中的电缆连接。
2、造孔在预定部位，按设计要求的孔径、孔向和孔深钻孔。
钻孔轴线弯曲度应不大于钻孔半径，以避免传递杆过度弯曲，影响传递效果。
孔向偏差应小于3°，孔深应比最深测点深1.0m左右，孔口应保持稳定平整。
钻孔结束后应把孔冲洗干净，并检查孔的通畅情况。
距离开挖工作面近的孔口，应预留安装保护设施的孔。
3、仪器组装及安装准备按照设计的测点深度，将锚头、位移传递杆和护管与传感器严格按本使用说明书进行组装。
传递杆采用螺栓连接，连接一定要牢固，可用防松胶锁固。
其传递系统的杆件护管应胶接密封。
组装好后，运往埋设现场，调好传感器工作点。
孔周边应安装牢固的隔离架以确保安装和注浆的安全，将传递杆捆扎在一起。
水平孔和上仰孔应同时捆扎好灌浆排气管。
垂直孔应安装灌浆管。
埋设在拱部上斜或上垂孔内的位移计，要充分估计仪器安装埋设时孔口承受的荷载。
若孔口岩面较好，可用锚栓和钢筋作担梁支撑；岩面差的孔口需专门搭设构架作孔口支撑，直至钻孔注浆固化后方能将构架拆除。
4、仪器安装⑴在现场组装的位移计，经检测合格后，送入孔内，安装运输时，支撑点间距应不小于2m，曲率半径不得小于5m，入孔速度应缓慢。
⑵传递杆入孔后，固定安装基座，并使其与孔口平齐，引出排气管。
压力矫直机棒材传送及翻转机构的设计计算
生物型有机餐厨垃圾消纳设备设计
李彦光， 高慧， 胡成昕， 暴永明 （黑龙江省机械科学研究院，哈尔滨 150040）
摘 要：介绍了一种新型生物型餐厨垃圾消纳机设备，通过生物菌群消纳有机餐饮垃圾，能够将餐饮有机垃圾完全转化
为水蒸汽、二氧化碳，处理率可达 100% ，从源头解决了餐饮有机垃圾的排放问题，保障了餐厨垃圾无害化、减量化处
根据已知条件，Q 为 6362kg，G 为 235kg，因此由式
无承载段摩擦力 F3 计算：F3=NQL2gf1/1000
（3）
式中，L2 为与导板接触长度，其余参数与式（1）相同。
因此，F3=10×16.35×（2+2）×9.8×0.3/1000=1.92kN。
则最大张力 FMAX=F1+1.1×（F2+F3）=335.29kN
服辊子和棒材所需要的力矩，其大小与启动的加速度相
关。但加速度有一定的限制，过大的加速度容易导致棒材
在辊道上打滑而无法移动，因此加速度 α≤μ1g。则动力矩
M2=GD21 gμ1/2D+Qgμ1D/2
（）
式（8）中，D1 为辊子旋转的当量直径；μ1 为棒材与辊道的
动摩擦系数，取 0.2；则由式（8）可以计算出所需要的动力
15MN 卧式液压压力矫直机主要由卧式 U 型矫直机 主机、上下料台架、升降输入输出台架、输入输出辊道、圆
矫直成品
棒
下料台架
材
输 送
升降输出台架
方
向
输出辊道
操作室
U 型液压压 力矫直机
待矫直棒材
上料台架
棒
材
升降输入台架
输 送
方
输入辊道
向
棒材输送方向
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一
，
各 自进 行 独 立 的 变 形
一
按 下 式计 算 ：
1
-
、
择 矫 直方式 时需 考 虑 如下
。
般准则
：
( 1) 应 保 证
、
占。 ；
x
l1}
…
1 }2
0
’
Jx
l 00 ％
…
…
…
…
…
…
…
(1 )
x
一
采 用 带 液 芯 铸 坯 矫 直能提 高拉 速
、
式中
，
占厂
内弧 侧 坯 壳 上 某 点 处 的拉 伸应 变 ；
，
点 矫 直时
、
从 铸 坯 经 过 矫 直 区 的 曲率 变化 和 矫 直 变
，
已 知两 相 区 的 变 形 率
，
判断其 应 力 的大
一
对 于 简 单 的 弹性 变 形
，
这本来是
=
个 极 为简单 这里既
变形速 率 的变 化 情 况 可 以 看 出 多点 矫 直 时 瞬 时矫 直 变 形 比 点 矫 直 时 的要 小 很 多 而 且 剪 切
一
，
的 问题
即按 照 虎 克定 律
盯
眙
旧 为 弹性 模 量 ) 求
，
应变 也 明显 减 少 变量
一
。
由 于 多 点 矫 直 时铸 坯 的 总 矫直 应
，
之 即 可 ； 但 在 高 温 条件 下
，
情 况 就不 同了
。
￡
与
一
点 矫 直 时 的应 变 量 相 同
—
一
故 它应 等于
_
， ，
有弹 塑性 问题 变化
每次 每步 的 矫 直 应 变 (应 理 点 矫直 时有 所 减 小 矫 直点
，
种 不 同 的 解析模 型
生 的机 理 小
，
这 里 不 专 门来 讨 论 这 个 问 题
，
愈多
形率
，
则应 变 量 减 小 的 程 度愈 大
，
。
在 两 点矫 直 和 五
只 是定性 地 作 些 简单分析
。
目的 是 为 了说 明 内裂产
当带 液 芯 的 铸 坯 承 受 重 剪 切 负 载 时
，
，
中性 轴
在选 增
假 设 变 形 的 中性 轴 与铸 坯
s
。
将 不 再 处 于 铸 坯 中部 自 己 独 立 的 中性 轴 铸坯 质 量
加产量
，
而是 内
、
外 弧 的坯 壳各 有
。
中心 线 重 合
1
，
则 内弧 侧 坯 壳 产 生 的 拉伸 应 变
更应 注 意
；
1
一
．
重 集 团 大 连 设 计 研 究 院 有 限公 司 高级 工 程 师
，
辽宁
大连
1 16 6 0 0
厣
10
黼 辩 麟 CF HI
…
一
? 0 99 冬 簋 j 魁 簋 1 筵 删
_
． ，
yz
．
]s @ a l t u
"
c om
法 分 散 到 若 干 点来 逐 步 完 成
，
以保证 每
，
即
认 为 变 形 的 中性 轴 在 铸 坯 中 心 变呈 线性分 布
。
铸坯 厚度上 的应
，
铸 坯 的矫 直 应 力
设 铸坯 在某
一
—
—
应 变模 型
尺 。，
但最 新 的研 究 表 明
0 5
．
这 种理 想 的
，
弯 曲形 式 只 适 合 于 宽 度 小 于
方坯 或较小 断 面 的大方坯
况
。
m
的 窄铸 坯
，
率也会 影 响裂纹 的产 生
变弱
应 变 速 率 降低
，
铸 坯 固／
还 应 注 意其他 因素
。
、
弯 曲力
液 相 界 面 处 的拉 伸应 变 临界值增 大
。
裂纹 敏 感 性
矩 对 铸 坯 变 形 的影 响
连续矫 直在理论 上 可 以实现
。
作用 在 内 弧 侧 坯 壳 上 的矫 直力 通 过 铸坯 两 侧 面传 到外 弧 侧坯 壳 并在
。
川
。。
，
图 1
矫 直 过 程 中的 变 形
一
铸 坯 的矫 直 总应 变量 是 和 个 是
，
一
点 矫 直 时相 同的 ； 但
凝 固层 在 高 温 状 态 下 的 变 形 应 力 的 确 定 是 较 为 复 杂 的 问题
，
采用 多点矫直时
一
，
有 不 少 人 在着 手 研 究
。
，
并 提 出各
，
解 为应变增 量 ) 都 比
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
(2 )
m
。
即：
蜀≤
s
。
：
占l+ 8 2+ ¨
．
幅
+ ．‰ ．
，
也 就是
占 。=
∑％
= ／1
而且
式中
，
m 坯 壳 上 某 点 处 的 矫 直 拉 应 力 (N ／
m
)
；
[8 】
。
K
R
—
并 能 降低 厂 房 高 度
节 省投 资
，
，
但 同时
该 点 到 中性 轴 ( 中心 线 ) 的 距 离 ；
．
矫直
。
增 加 了 铸 坯 产 生 裂 纹 的 危 险性
对 于 浇 注 裂纹 敏
，
点 前的 圆弧 半径 ； R 广 矫 直 氍舌的 圆弧 半径
感 性 钢 或 要 求 内部 质 量 严 格 的 钢 种
一
重 技商
设泸雠
藕 翦黼
多 点 矫 直 设 计 计 算
周立 平
在 矫 直技 术 发 展 的 早 期 阶段
，
人 们就 直观 地
，
(2) 应 避 免 内裂 的 产 生
。
严格控制实 际应力 值
如剪切力
，
使
感觉到
，
铸坯 在矫直时不 仅应 变量
。
而且 应变速
，
其小 于 临界应 力 值
利；
(3 )
，
较 低 的应 变 速 率 对 防 止 裂 纹 有
，
，
铸坯 带液芯 矫直 时
低 的应变 速 率
矫 直 方案
，
，
但 在 工 程 上 难 以 实施
而采用多点
合 理 控 制 应 变分 配 对 于 连 铸 坯 的生 产 是
。
坯 壳 中产 生 拉 伸
、
压 缩 和剪切 应力
。
在 以 往 的分
，
非 常有 利 和可 实 现 的 1
析中
，
常常忽 略 剪切作用 对铸坯 变形 的影 响
，
也 有 蠕变 问题
这 时 的 应力 和 应变
而 是按 下 面 的 方 程
关 系不 再 按 虎 克定律 进 行 变 化
。
，
各 矫 直 点 ( 即 曲率 半 径 变 更 点 R o R 。 尺 R ： R ； R < ∞ ) 的应变 量 的 总和 R R 尺
…
，
，，
，
川
。
。
，
盯
f
K占
…
…
…
，
即小
一
弧 形 段 的 曲率 半径 为
兄：
。
经过
，
对 于板坯
它 仅适 于
次 矫 直 后 变 为 曲率 半 径
1)
在这
，
一
过程 中
铸
剪 切 力 较低 或 者 剪 力 与 弯 曲力 矩 之 比 值 较 小 的情
。
坯 外 弧 侧 (下 部 ) 坯 壳 受 压 缩 坯 壳 受 拉 伸 (见 图
。
而 内弧 侧 ( 上 部 ) 可
一
点 的应 变
s 均 低 于 允 许 的极 限应 变 【 】 就 可 以 避 免铸 坯 内 的 裂 纹 的 产 生 这 就是 多点 矫 直 的 基 本 思 想 在 多点
， ，
。
矫 直 过 程 中需 要 通 过 若 干 个 过 渡半 径
R
…
R
t
- ÷
R
『_
。
幔 『_ ，
一
按 顺 序分 步 达 到 目标 (见 图 3 ) 在 定 的初 始 圆 弧 半 径 尺。 条件 下 采 用 多点 矫 直法 时