在当前的地震勘探中,纵波的应用更加广泛.但是它存在重锤激发方向单一的问题.相比纵波,SH横波波速低,波长短.在勘探精度和分辨率上都有着明显优势.为此,根据震源的激振,运动以及动力要求,研制出一种基于多方向的SH横波震源装置.该装置主要包括重锤提升释放,导向以及反力机构.在机构设计完成后,对震源各模块中关键零部件进行校核分析,验证各零部件结构设计及材料选取是否满足震源工作实际受力条件.最后经过试验验证,此震源装置冲击能量大,能量损失小,探测深度达到200 m.使其在地质勘探中有良好的推广价值和应用前景.
冷轧后的不锈钢管内壁面会残留大量的轧制油以及金属粉末,为保证钢管后处理的品质,必须对钢管内壁面进行脱脂清洗.在实际生产中,不同批次的轧制管其长度偏差范围可达几十米,相同批次的冷轧管也因坯管的不同长度偏差范围可达数米.为实现钢管内壁面脱脂清洗的自动化运行,提出了一种具有行走、升降以及护罩防护三大功能的自动收集小车,小车可根据钢管长度的变化自动行走到合适的位置,然后升起回收箱体对钢管内壁面清洗液进行回收,在清洗过程中可通过升降护罩来防止清洗液飞溅造成泄漏污染.经过在现场的连续使用,本自动收集小车定位准确,清洗液回收顺畅无泄露,在工程中有宽广的应用前景.
为了改善连铸板坯中心偏析和中心疏松等内部质量,建立了板坯凝固传热模型,分析了不同拉速下凝固末端区间铸坯的凝固收缩变形规律,计算了凝固末端区间内铸坯的鼓肚变形规律,综合考虑凝固收缩变形和鼓肚变形,设定凝固末端区间内扇形段辊缝值,和仅考虑凝固收缩设定的辊缝值,生产的铸坯内部质量分析结果表明,在设定连铸机扇形段辊缝时,综合考虑铸坯凝固收缩变形和鼓肚变形,对凝固末端区间的扇形段设定更大的辊缝收缩量,可以显著减轻铸坯中心偏析,改善铸坯内部质量.
为提高波纹管力学性能计算结果的准确度,减少误差,提高波纹管应力计算效率,利用Python语言和Abaqus软件研发一款应用于无加强U形波纹管的力学性能分析软件.该软件可以通过接口打开Matlab实现对波纹管的各类应力的常规公式计算;通过Abaqus软件自带的二次开发接口,创建内置插件程序,实现了参数化建模和自动提取数据等功能.校验公式齐全,界面友好,有效避免了人工计算过程中出现各种错误,节约时间,保证了结果的可靠性和准确性.
介绍了大直径薄壁的压力容器的主要应用领域与关键部位的制造工艺,指出大直径薄壁压力容器产品在现代工业中应采用高效高性能高可靠低成本(三高一低)的成形工艺与设备来实现,因封头制造难度最大,研发封头所采用的不同塑性成形工艺与设备极为重要.论述了大直径薄壁压力容器用封头的板材变极性等离子焊接成形、板材变极性TIG熔焊成形、板材搅拌摩擦焊成形、板材整体充液成形和板材整体旋压成形5 种成形工艺及其设备,比较了5 种成形工艺与设备各自的优缺点及其合适的工业化应用领域.为大直径薄壁压力容器产品的高效精密成形工艺与设备的工业化推广应用奠定坚实的基础.
在带钢连续化生产线中,活套作为机组的关键设备,用来储存带钢,实现机组工艺段连续运行,其设备可靠、运行稳定直接决定了机组产品的质量和产量.深入分析了一种支撑辊移动式卷扬驱动型卧式活套,详细剖析了其设备组成和结构特点.提出了从辊型设计、活套小车受力平衡、活套辊及其小车装配精度、活套轨道和活套小车安装精度、活套充套模式、活套张力控制等方面切实可行的防偏和控偏措施,从而控制住了带钢跑偏,为卧式活套设计提供了可靠的参考和借鉴.
异种钢焊接接头在锅炉再热器与过热器中具有广泛的应用,但长期服役于高压高温等工况易萌生裂纹导致早期失效.通过对某运行已超过20 万小时的TP304H/T22 异种钢焊接接头的焊缝、母材与垫板交界区域,近熔合线侧的热影响区及远离焊缝的母材区域的微观组织及裂纹萌生与扩展进行研究,考察分析接头裂纹区域与非裂纹区域的组织特征对焊缝失效的影响.结果表明:焊缝、母材及垫板三者的交界处的微观晶粒分布密集呈无规则排列且随着服役时间的增长存在明显的粗化现象,导致该区域易萌生裂纹并扩展延伸;非裂纹区域的显微组织结构排列均匀有序并存有大量孪晶,钢材热稳定性提高,不易产生裂纹.本研究能够为开发高性能异种钢焊接接头工艺以及现有焊接接头性能检测和维护提供研究基础.
轴向长度较大的花键毂内花键多采用切削工艺加工,采用冷挤压成形可有效提升零件性能、生产效率、材料利用率.设计了轴向长度远小于成形内花键轴向长度的3 段式内齿挤压冲头,实现花键毂内花键轴向增量挤压成形;建立了该内花键齿形轴向增量挤压成形过程有限元模型.数值模拟获得了完整清晰的内花键齿形,最大成形载荷约为 1 MN.根据载荷变化和几何结构特征可将整个成形过程分为7 个成形阶段,第4 阶段是稳定挤压成形阶段,挤压冲头不同区域同工件接触稳定.设计的挤压冲头和工艺过程可成形出要求的花键毂内齿形.
为满足高质量的钛及钛合金电极生产需求,优化完善了钛及钛合金电极整体成形工艺路线,使其更为高效短流程、绿色低碳,分析了海绵钛的压制变形过程,建立了整体成形压制力模型.并在5MN挤压实验台上进行了小块电极压制试验,得到电极压制成形力学模型的重要参数,构建了电极成形密度-工艺参数数学模型.通过电极整体成形工艺试验验证了模型的正确性与该工艺路线的可行性.
为研究碳纤维层合板在低速冲击载荷下的损伤过程,按照国家标准测定了平纹编织碳纤维层合板的冲击强度,并设定不同冲击能量进行冲击试验,分析层合板的损伤形式及演化过程.根据冲击试验条件,利用Abaqus软件建立了层合板的复合材料有限元模型,基于Hashin失效准则和渐进损伤演化理论,模拟层合板在不同冲击能量下的层内损伤和层间损伤.结果表明,随着冲击能量增大,基体拉伸损伤与纤维压缩损伤最容易发生,但基体压缩损伤最先完全失效,宏观表现为局部凹陷;分层损伤最先出现在冲击表面,以松树型损伤模式逐步向背面扩展.
以同规格的重载数字开关阀与传统伺服阀为研究对象,基于重载数字开关阀与伺服阀的效率计算模型,利用仿真软件分别建立伺服阀液压控制系统和重载数字开关阀液压控制系统仿真模型,模拟分析两个系统对八一信号曲线的跟踪状态,研究两个控制系统的阀瞬时效率和平均效率的变化规律,对比分析两种阀控制同一类型负载时的内泄漏损耗和阀口节流损耗.结果表明:以重载数字开关阀为控制核心的伺服液压系统比传统的伺服阀为控制核心的伺服液压系统具有明显的节能优势,其平均效率在有限工作周期内高出约 30%.本研究为全液压重载综合转运系统中的同步举升系统研究提供基础理论数据,对基于重载数字开关伺服液压技术的多液压单元同步举升系统的开发具有一定指导意义.
SLM技术加工弧形截面薄壁结构有巨大优势,可以避免振动等因素影响零件的成形质量及力学性能.为验证截面设计的正确性,采用试验和数值模拟结合的方法对SLM成形的弧形截面薄壁结构进行分析.结果表明:弧形截面薄壁的结构圆心角度最优解为 90°,壁厚 1mm的弧形截面薄壁结构试件能承受轴向压力30 000 N,相较于壁厚1mm的直薄壁结构提升了36%,且在弹性阶段之后试件没有发生突然断裂破坏.研究结果对弧形截面薄壁结构设计有指导意义.
风电机组由于其工作环境的特殊性要求具有极高的安全性及可靠性,风电联轴器作为其主要的传动系统零部件在工作时主要受到转矩、转速、轴向位移及角向位移载荷的作用.本研究基于有限元仿真分析方法,得到了风电联轴器各组件在不同载荷作用下的应力值,分析了各组件的应力变化趋势及安全性能,探究了各载荷对膜片组每层膜片的应力大小和分布特征的影响规律.结果表明,该风电联轴器结构是安全的,螺栓及膜片组等效应力更易受到载荷变化的影响,为主要易损件;在不同载荷作用下膜片组等效应力最小处发生在中间层,且外层与内层膜片等效应力差异较大.
举高喷射消防车臂架系统结构复杂,工作环境恶劣,容易发生故障.提出了JP72 举高喷射消防车臂架的设计方案,并运用Creo建立了臂架的三维模型.使用Sim solid建立臂架有限元分析模型,从刚度、强度和稳定性三方面进行有限元分析,并根据分析结果,对臂架系统设计方案进行优化,包括调整部件尺寸、局部加强等方式,以提高结构强度和减小臂架变形量.优化后的臂架系统整体结构强度得到了显著提高,变形量明显减小,更好地满足了 JP72 举高喷射消防车的使用需求.
双相不锈钢热轧制备过程中应力应变分配不均,导致奥氏体相和铁素体相软化、相变竞争激烈,组织结构演变和性能调控复杂.以热轧 2209 双相不锈钢棒材为研究对象,采用有限元仿真技术对Φ43 mm棒材6 道次热连轧过程进行三维热力耦合模拟,结果表明,棒材横截面上特征区域的应变与温度变化分布极不均匀;中心金属温度最高且塑性应变最大.对棒材不同特征区域的微观分析表明,在棒材表面和内部,两相体积占比不均匀且晶粒动态再结晶不协调,棒材表面δ→γ相变占据主导;然而在棒材内部区域,在高温高应变速率工况下,发生γ→δ逆相变.因此通过控制轧制工艺改善不锈钢两相协调变形行为,从而全面提升棒材力学性能.
研究高性能材料的热塑性变形行为及影响机理对于优化成型工艺、提升产品质量具有重要意义.基于Gleeble-3800 热力模拟实验机对TC4 钛合金开展高温压缩实验,在变形温度800～950℃双相区,应变速率 0.001～10 s-1 条件下,该合金高温流变应力随变形温度的升高以及应变速率的降低显著降低,且具备典型动态再结晶的特征.同时,为了进一步提高材料本构模型的计算精度,本文提出一种基于AJSA-BP修正的本构关系,旨在辅助搜索优化BP神经网络训练过程中的权值和阈值,并与基于应变补偿的Arrhenius新型本构模型进行对比分析.结果表明,基于AJSA-BP算法计算的应力预测值偏差率不大于15%的占比为95.65%,平均相对误差为3.83%,具有更为显著的计算精度优势,可用于指导金属高温流变应力的精确预测.
通过Gleeble-1500D热/力模拟试验机对某钢厂生产的 430、444 两种不锈钢连铸坯进行高温力学性能测试,分析了其高温强度性能和高温热塑性.结果表明,两种不锈钢连铸坯的抗拉强度和屈服强度均随温度的升高而降低,在1 200℃以后抗拉强度<20 MPa,屈服比高达85%～90%,利用率低;430 不锈钢连铸坯的第Ⅰ脆性温度区为Tm～1 338℃(为常温常压金属熔点),第Ⅲ脆性温度区为800～900℃,在1 050～1 300℃的断面收缩率>60%,塑性较好;444 不锈钢的第Ⅰ脆性温度区为Tm～1 327℃,在600～1 050℃断面收缩率,塑性较好;另外分别用不同的应变速率进行拉伸比较实验,得出两不锈钢的强度随应变速率的变化关系.
国内早期建设的高炉,炉前开堵口控制普遍使用手动阀液压系统,操作位置固定,无法满足炉前封闭作业和无尘冶炼的需求.针对此问题,中钢西重设计了手自一体液压阀台、电动阀台、并联阀台、双回路阀台四种液压系统遥控升级产品,其中手自一体阀台成本低,施工简单;电动阀台故障率低,自动化程度高;并联阀台保留原有手动阀台安全性高;双回路阀台控制方式多样,匹配性好.四种炉前遥控升级产品针对不同用户需求,解决了炉前封闭作业视线受阻的问题,提升了阀台的压力和流量,实现了炉前设备的远程无线控制.
轻压下可显著改善铸坯中心偏析与缩孔、疏松缺陷.以某公司新改建投产的板坯连铸机为对象,针对其二冷传热、理论压下量与压下效率开展了理论计算研究,并在此基础上开展了现场试验.结果表明:拉速对铸坯表面温度、压下区间和理论压下量无显著影响,但拉速增加 0.1 m/min,两相区增长0.75 m,结晶器出口坯壳厚度减薄约 0.5 mm;铸坯中心固相率fs 由 0.3 增加至 0.9 时,Q345 压下效率由35%近似线性降低至6.7%.现场试验表明,对200 mm厚度的Q345 钢采用6.0 mm压下量时,可更显著的改善其中心偏析与缩孔疏松缺陷,且未引发压下裂纹.
吊运钢包时,对挂钩和耳轴实现自动、可靠识别定位,可提高吊运过程的稳定性和安全性.采用SLAM实时定位、3D激光重建技术以及3D神经网络模型,对钢包以及起重机挂钩进行实时三维激光点云稠密建模,从而得到实时的脱挂钩状态结果.此项技术为起重机脱挂钩操作的状态确认增加了一套客观判断机制,与人工主观判断一起,进一步增加了脱挂钩状态判断的准确性与稳定性,大大提高调运钢包的作业效率,从而提高企业的生产效益.
