基于表面平整度控制的超大型环件轧制曲线自优化方法研究

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作者 羊冠立 钱东升 +2 位作者 田汉 邓加东 王丰 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第1期92-99,共8页

针对超大型环件轧制过程中出现的环件外表面不平整缺陷,基于ABAQUS有限元软件建立超大型环件径轴向轧制热-力耦合有限元模型,研究了轧制过程中环件外表面平整性演变规律,进一步揭示了轴向与径向变形速率比对环件外表面不平整度变化的影... 针对超大型环件轧制过程中出现的环件外表面不平整缺陷,基于ABAQUS有限元软件建立超大型环件径轴向轧制热-力耦合有限元模型,研究了轧制过程中环件外表面平整性演变规律,进一步揭示了轴向与径向变形速率比对环件外表面不平整度变化的影响规律。提出了一种两段式轧制曲线设计方法,进而建立了一种基于环件外表面平整状态反馈的轧制曲线自优化控制模型,将自优化过程中环件外表面不平整度与预设S型轧制曲线所得不平整度进行了比较,结果表明,自优化控制方法得到的轧制曲线提升了环件外表面的平整度,轧制结束时环件中间高度与下端面处不平整度分别降低了36.6%和25.5%。 展开更多

关键词 超大型环件 径-轴向轧制 平整度 数值模拟

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大型环件的径轴向轧制工艺模拟和研究 被引量：29

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作者 华林 潘利波 +1 位作者 兰箭 钱东升 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第19期2020-2023,2071,共5页

研究了大型环件的径轴向轧制工艺。利用有限元模拟试验对具体的大型环件产品进行模拟轧制,通过对不同的毛坯和不同的工艺参数的选取进行试验和分析,找出了毛坯设计及工艺参数选取与控制的基本方法和规律,揭示了大型环件径轴向轧制过程... 研究了大型环件的径轴向轧制工艺。利用有限元模拟试验对具体的大型环件产品进行模拟轧制,通过对不同的毛坯和不同的工艺参数的选取进行试验和分析,找出了毛坯设计及工艺参数选取与控制的基本方法和规律,揭示了大型环件径轴向轧制过程的变形规律和机理,分析了轧制过程中产生的问题和缺陷的实质,为实际的工业生产提供了依据。 展开更多

关键词 大型环件 径轴向轧制 有限元 模拟

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大型环件径轴向轧制成形的环坯形状效应研究 被引量：4

3

作者 谷瑞杰 张淑莲 +2 位作者 杨大祥 李正利 吴量 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2016年第9期124-126,共3页

环件径轴向轧制成形技术是生产大型高品质无缝环件的最佳加工方法。本文通过对比分析不同厚度和高度环坯条件下的环件变形状态,揭示了大型环件径轴向轧制成形的环坯形状效应。研究发现,较小的环件毛坯厚度和高度会改善大型环件径轴向轧... 环件径轴向轧制成形技术是生产大型高品质无缝环件的最佳加工方法。本文通过对比分析不同厚度和高度环坯条件下的环件变形状态,揭示了大型环件径轴向轧制成形的环坯形状效应。研究发现,较小的环件毛坯厚度和高度会改善大型环件径轴向轧制的锻透性,两者都有助于环件直径的增大和环件变形均匀性的提高,同时对于提高成形过程中环件截面的成形质量也有利。 展开更多

关键词 大型环件 径轴向轧制 成形工艺 环坯

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Φ9m超大型环件径轴向轧制成形仿真模拟与实验 被引量：10

4

作者 潘剡 钱东升 +3 位作者 华林 吴君三 崔昱 潘正华 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期19-24,53,共7页

目前,国内对Φ5m以上超大型环件轧制技术与装备的研究几乎是空白,该文在自主研制的最大轧制Φ9m的RAM9000大型数控径轴向轧环机上,开展了大型风电设备用Φ9m风塔法兰环件轧制成形工艺模拟与实验研究。基于环件轧制工艺设计理论并结合生... 目前,国内对Φ5m以上超大型环件轧制技术与装备的研究几乎是空白,该文在自主研制的最大轧制Φ9m的RAM9000大型数控径轴向轧环机上,开展了大型风电设备用Φ9m风塔法兰环件轧制成形工艺模拟与实验研究。基于环件轧制工艺设计理论并结合生产实践经验,设计了Φ9m超大型环件轧制工艺参数;针对超大型环件轧制变形特点,提出了一种新的进给规范。运用ABAQUS有限元模拟软件进行轧制成形仿真模拟分析,并以仿真模拟结果为指导,在RAM9000数控径轴向轧环机上成功轧制成形了Φ9m风塔法兰环件。为推进我国超大型环件轧制技术开发与应用奠定了重要基础。 展开更多

关键词 超大型环件 环件径轴向轧制 回转成形 数值模拟

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超大型环件径轴向轧制过程偏移机理及自适应模糊控制方法研究 被引量：3

5

作者 张科 汪小凯 +2 位作者 华林 韩星会 宁湘锦 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期109-117,共9页

超大型环件径轴向轧制过程容易产生偏移,影响环件轧制稳定性和成形质量。为研究环件偏移机理及其控制方法,分析了轴向孔型滑移区中前滑区和后滑区的分布变化规律,建立了理想情况下不产生环件偏移时锥辊旋转运动学条件,获得了滑移区的最... 超大型环件径轴向轧制过程容易产生偏移,影响环件轧制稳定性和成形质量。为研究环件偏移机理及其控制方法,分析了轴向孔型滑移区中前滑区和后滑区的分布变化规律,建立了理想情况下不产生环件偏移时锥辊旋转运动学条件,获得了滑移区的最优速度匹配系数。此外,从历史轧制数据中归纳人工控制经验后提出了基于锥辊转速自适应模糊调节的环心偏移量控制方法,基于ABAQUS软件和VUAMP子程序开发,建立了集成有环心偏移量模糊控制算法的∅10 m超大型环件径轴向轧制有限元模型,研究了采用最优速度匹配系数的常规控制和自适应模糊控制下的环心偏移量变化规律。结果表明,自适应模糊控制下的平均环心偏移量相比于常规控制降低了72.4%,仿真结果和试验数据均验证了所提超大型环件轧制过程偏移自适应模糊控制方法的有效性。 展开更多

关键词 超大型环件 径轴向轧制 偏移 自适应模糊控制 有限元仿真

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大型环件热辗扩成形宽展的工艺因素效应研究 被引量：4

6

作者 王敏 张春 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2012年第7期4-7,共4页

如何有效地的预测和控制宽展,是大型环件热辗扩领域迫切需要解决的重要课题。本文采用热力耦合三维有限元法,从变形区当量形状参数角度出发,研究工艺因素对大型环件热辗扩成形中宽展的影响规律和机制。结果表明:不同工艺因素下宽展的变... 如何有效地的预测和控制宽展,是大型环件热辗扩领域迫切需要解决的重要课题。本文采用热力耦合三维有限元法,从变形区当量形状参数角度出发,研究工艺因素对大型环件热辗扩成形中宽展的影响规律和机制。结果表明:不同工艺因素下宽展的变化是变形区当量形状参数变化的综合作用结果;减小相对压下量或者驱动辊转速,增大芯辊进给速度或环件初始温度均有利于环件端面质量的提高,也使得轴向宽展减小。 展开更多

关键词 环件热辗扩 大型环件 宽展 有限元法

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超大型环件径轴向轧制过程稳定性与圆度自适应控制方法研究 被引量：4

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作者 宁湘锦 汪小凯 +2 位作者 华林 韩星会 张科 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1353-1360,共8页

超大型环件径轴向轧制过程失稳、失圆等异常状态常导致轧环终止和产品质量波动。提出了轧环过程稳定性和圆度自适应控制方法,从历史数据中归纳人工控制经验知识,建立了基于锥辊转速模糊调节的轧制稳定性控制方法,制定了基于导向力反馈... 超大型环件径轴向轧制过程失稳、失圆等异常状态常导致轧环终止和产品质量波动。提出了轧环过程稳定性和圆度自适应控制方法,从历史数据中归纳人工控制经验知识,建立了基于锥辊转速模糊调节的轧制稳定性控制方法,制定了基于导向力反馈的轧制圆度控制策略。运用ABAQUS有限元软件和子程序二次开发,设计了轧环过程稳定性和圆度自适应控制子程序,建立了Φ16 m超大型环件轧制过程控制有限元模型,仿真分析了锥辊转速模糊调节、导向力反馈以及基于限幅滤波的锥辊转速模糊调节+导向力反馈综合控制下的轧环过程偏移量和圆度误差变化规律,结果表明该方法与常规规划控制相比,环件偏移量减小了48.3%,圆度误差减小了61.8%。 展开更多

关键词 超大型环件 径轴向轧制 稳定性 圆度 智能控制

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7055高强铝合金大型环件轧制技术研究 被引量：6

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作者 陈增奎 周卫卫 +2 位作者 范新中 陈浩 涂光纯 《精密成形工程》 2016年第4期16-20,共5页

目的获得7055高强铝合金大型整体构件。方法开展了7055高强铝合金大型环件轧制技术研究,制定了7055高强铝合金环件轧制温度、轧制压缩比等工艺参数,制备了轧制试验坯料,对轧制后的大型环件进行了固溶时效强化热处理,并分析了显微组织和... 目的获得7055高强铝合金大型整体构件。方法开展了7055高强铝合金大型环件轧制技术研究,制定了7055高强铝合金环件轧制温度、轧制压缩比等工艺参数,制备了轧制试验坯料,对轧制后的大型环件进行了固溶时效强化热处理,并分析了显微组织和力学性能。结果通过研究,最终获得了切向、径向、轴向三向的抗拉强度均高于580 MPa,伸长率均大于8%,尺寸规格为Φ2000 mm级的7055高强铝合金大型环件。结论成功获得了满足研制需求的7055高强铝合金大型整体构件。 展开更多

关键词 7055铝合金 大型环件 轧制 显微组织 力学性能

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面向大型环件径轴向稳定高效轧制的变形过程规划方法研究 被引量：1

9

作者 赵博志 邓加东 +1 位作者 钱东升 胡志力 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期9-16,共8页

针对大型环件径轴向轧制成形过程规划问题,根据成形锻件和环坯的尺寸特征,提出了一种轧制变形路径规划的理论模型,确定了关键参数对理论模型的线型及其曲率变化的影响规律和选取方法;建立了芯辊进给速度数学模型,考虑环件径向轧制孔型... 针对大型环件径轴向轧制成形过程规划问题,根据成形锻件和环坯的尺寸特征,提出了一种轧制变形路径规划的理论模型,确定了关键参数对理论模型的线型及其曲率变化的影响规律和选取方法;建立了芯辊进给速度数学模型,考虑环件径向轧制孔型的锻透和咬入条件以及环件外径扩大速度,确定了相关参数的合理范围,结合轧制变形路径和芯辊径向进给速度,得到上锥辊的轴向进给速度;针对典型截面环件轧制变形过程进行规划,借助ABAQUS软件建立了大型环件径轴向轧制热力耦合三维有限元模型,并按照所规划的过程进行了仿真,仿真结果表明,该规划方法可以保证环件轧制过程顺利稳定进行,并通过实验进行了验证。 展开更多

关键词 大型环件 径轴向轧制 变形过程规划 理论方法

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大型铝合金环件局部加载连续成形工艺的协调变形研究 被引量：1

10

作者 王梦寒 徐志敏 周杰 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2010年第17期74-76,82,共4页

为解决环件成形过程的径、周向协调变形问题,采用数值模拟软件对大型环坯局部加载热成形过程进行了数值模拟。分析了水压机压下量、上砧送进比对环件局部镦粗成形时径向和周向变形量的影响,获得了由3.5 m环坯局部加载连续成形获得5m环件... 为解决环件成形过程的径、周向协调变形问题,采用数值模拟软件对大型环坯局部加载热成形过程进行了数值模拟。分析了水压机压下量、上砧送进比对环件局部镦粗成形时径向和周向变形量的影响,获得了由3.5 m环坯局部加载连续成形获得5m环件时,压机压下量与径、周向变形量之间的规律曲线。研究结果表明:当环坯分3次加载成形,单次加载的压下量依次为23%、18%、13%,且送进比控制在30%时,环件径、周向变形较为协调,环件尺寸满足预期要求,环件的内部变形分布合理。研究结果为大型环件的局部加载连续成形提供了指导。 展开更多

关键词 大型环件 送进比 压下量 径向变形 周向变形

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大型厚壁深槽环件卧式复合轧制新方法理论与模拟(一) 被引量：6

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作者 曹强 华林 +1 位作者 钱东升 蓝育忠 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期1-9,共9页

由于大型厚壁深槽环件特殊的几何特征,需要采用自由锻与切削的工艺,导致能源材料消耗高、效率低、产品性能差。该文提出一种用于成形大型厚壁深槽环件的卧式复合轧制新方法,基于环件卧式复合轧制成形原理,提出了主要成形参数的设计方法... 由于大型厚壁深槽环件特殊的几何特征,需要采用自由锻与切削的工艺,导致能源材料消耗高、效率低、产品性能差。该文提出一种用于成形大型厚壁深槽环件的卧式复合轧制新方法,基于环件卧式复合轧制成形原理,提出了主要成形参数的设计方法;利用ABAQUS有限元软件进行三维热力耦合有限元建模与模拟分析,验证了环件卧式复合轧制技术可行性,揭示了轧制过程中环件几何尺寸、应变、温度以及力能参数分布演变规律。研究成果为深入研究大型厚壁深槽环件卧式复合轧制成形机理和工艺设计方法奠定了重要基础。 展开更多

关键词 大型厚壁深槽环件 卧式复合轧制 回转成形 有限元模拟

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大型凸台截面环件径轴向轧制刚性稳定条件研究 被引量：1

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作者 刘吉康 邓加东 +1 位作者 钱东升 兰箭 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期95-101,共7页

保证轧制过程稳定性是实现大型异形截面环件轧制成形的难点之一,以大型凸台截面环件为研究对象,通过理论解析方式建立了轧制过程环件刚性稳定数学模型,借助MATLAB数学分析软件探讨了凸台截面环件的几何特征对环件刚性稳定的影响。基于AB... 保证轧制过程稳定性是实现大型异形截面环件轧制成形的难点之一,以大型凸台截面环件为研究对象,通过理论解析方式建立了轧制过程环件刚性稳定数学模型,借助MATLAB数学分析软件探讨了凸台截面环件的几何特征对环件刚性稳定的影响。基于ABAQUS有限元分析软件对建立的环件刚性稳定模型进行了模拟验证。结果表明,模拟值与理论值的最大相对误差小于6%。通过对铝合金环件进行准静态压弯物理实验模拟环件失稳变形过程,实验值与理论值最大误差在10%以内。 展开更多

关键词 大型凸台截面环件 径轴向轧制 刚性稳定条件

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大型40Cr13环件径-轴向轧制进给曲线设计方法研究

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作者 史志起 丁浩 +4 位作者 时礼平 魏伟 李蒙 王涛 成思福 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期54-59,共6页

为满足实际生产需求,保障环件在实际轧制过程中的稳定性及产品质量统一,根据大型40Cr13环件塑性变形特点,在传统轧制曲线的基础上规划了五段式轧制曲线,并根据实际生产经验提出了各阶段的芯辊进给量Δb_i,再结合环件咬入条件、锻透条件... 为满足实际生产需求,保障环件在实际轧制过程中的稳定性及产品质量统一,根据大型40Cr13环件塑性变形特点,在传统轧制曲线的基础上规划了五段式轧制曲线,并根据实际生产经验提出了各阶段的芯辊进给量Δb_i,再结合环件咬入条件、锻透条件及环件直径增大速度等公式提出了各阶段芯辊进给速度V_i的计算方法,从而得出了五段式轧制曲线设计方法。选择实际订单要求尺寸设计了五段式轧制曲线,通过有限元模拟方式分析了轧制后环件精度、温度和应变分布,均能满足实际生产要求,从而验证了五段式轧制曲线的合理性。 展开更多

关键词 大型40Cr13环件 轧制曲线 设计方法 环件质量

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高性能环件辗轧成形智能仿真优化新思路与研究进展 被引量：22

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作者 郭良刚 王凤琪 +2 位作者 梁磊 王艺凡 黄维鑫 《精密成形工程》 2017年第4期1-11,共11页

面对环件辗轧成形过程有限元计算效率极低和成形成性难以一体化调控的挑战,提出了环件辗轧智能建模仿真优化的新思路和新方法。该方法能在有限元计算过程中,实现各轧辊运动的实时协调匹配和基于目标驱动的自动调控,只需要一次有限元计... 面对环件辗轧成形过程有限元计算效率极低和成形成性难以一体化调控的挑战,提出了环件辗轧智能建模仿真优化的新思路和新方法。该方法能在有限元计算过程中,实现各轧辊运动的实时协调匹配和基于目标驱动的自动调控,只需要一次有限元计算就可直接获得满足控制量(环件长大速度、轧制力、温度、组织性能等)目标要求的环轧工艺路径;简介了超大型铝合金环件(10 m级)双向辗轧智能建模仿真、超大型筒节环件轧制智能建模仿真、基于力控的大型铝合金环件(5 m级)双向辗轧工艺路径智能仿真优化、基于温控的铸坯环件双向辗轧工艺路径智能仿真优化4个方面的最新研究进展。 展开更多

关键词 高性能环件辗轧 智能仿真优化 大型铝合金环件 超大型筒节环件轧制 环轧工艺路径 目标驱动

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Φ11 m超大型2219铝环多工步轧制研究 被引量：12

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作者 黄维鑫 郭良刚 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期51-57,共7页

针对超大型铝环单工步轧制稳定性和温度难控制、变形难协调导致的环件圆度差和组织不均匀等问题,提出通过多次加热、分步变形的多工步轧制新思路。首先,基于实际生产中环坯的设计制造过程,提出了一种决定变形路径起点的多边形毛坯设计... 针对超大型铝环单工步轧制稳定性和温度难控制、变形难协调导致的环件圆度差和组织不均匀等问题,提出通过多次加热、分步变形的多工步轧制新思路。首先,基于实际生产中环坯的设计制造过程,提出了一种决定变形路径起点的多边形毛坯设计方法和适用于轧制工步划分的径轴向变形量分配技术;其次,根据环件轧制各个阶段的主要特点,设计了超大型铝环多工步轧制工艺方案;最后,建立了超大型铝环多工步轧制智能仿真模型。模拟结果表明,超大型铝环多工步轧制新工艺可行,轧制成形过程稳定,成形的铝环圆度好、等效塑性应变与温度分布均匀。 展开更多

关键词 超大型铝合金环件 多工步径轴向轧制 多边形坯料 变形量分配 智能仿真设计

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大型2219铝合金铸锭多向镦拔工艺 被引量：1

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作者 陈锐 王雨 +2 位作者 谢丹 徐戊矫 吴道祥 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期19-27,共9页

针对长征五号运载火箭用大型2219铝合金过渡环在铸锭多向镦拔开坯工序中常出现的坯料内外温差大和变形不均匀等问题,探究了不同镦拔次数的多向镦拔工艺方案对中间坯料温度和应变分布均匀性的影响。基于Deform-3D平台建立了三维热-力耦... 针对长征五号运载火箭用大型2219铝合金过渡环在铸锭多向镦拔开坯工序中常出现的坯料内外温差大和变形不均匀等问题,探究了不同镦拔次数的多向镦拔工艺方案对中间坯料温度和应变分布均匀性的影响。基于Deform-3D平台建立了三维热-力耦合有限元分析模型,以探求合理的大型2219铝合金铸锭的多向镦拔工艺。对6种多向镦拔工艺方案的数值模拟研究表明,在考虑镦拔次数上限时,在4镦4拔开坯方案下坯料的温度方差为17.7,等效应变方差与应变均值比为0.22,该方案下的坯料温度和应变分布较为均匀。同时,分析了大型2219铝合金铸锭多向锻造镦拔次数存在上限的原因,最后通过实际生产验证及后续环件性能测试证明了该镦拔方案的合理性。 展开更多

关键词 2219铝合金铸锭 大型环件 多向镦拔 数值模拟 镦拔次数

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基于ANSYS的某复合机床焊接横梁动态特性分析 被引量：5

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作者 刘洋 韩德建 +1 位作者 张进生 王志 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2013年第10期54-57,共4页

在分析了一种大型无缝环件车铣复合中心的工艺特点和精度要求后提出了两种新设计的焊接横梁代替原有的铸造横梁。根据焊接件的设计原则对横梁内部的肋板结构和布置进行了重新设计,并从静、动态特性两个方面对横梁的性能进行了分析,静力... 在分析了一种大型无缝环件车铣复合中心的工艺特点和精度要求后提出了两种新设计的焊接横梁代替原有的铸造横梁。根据焊接件的设计原则对横梁内部的肋板结构和布置进行了重新设计,并从静、动态特性两个方面对横梁的性能进行了分析,静力学分析过程采用了理论计算和仿真相结合的方式研究了三种方案的静刚度,模态分析过程研究了各方案的固有频率和振型。通过分析得到动态性能良好、误差敏感方向变形最小的方案,从而为后续机床的改进提供依据和指导。 展开更多

关键词 大型无缝环件 横梁 焊接 模态分析 动态特性

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