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完善大直径42crmo钢管挤压筒设计意义

作者: 来源:2020欧洲杯竞猜app 日期:2019/10/2 20:17:05 人气:21

能够获取试件的极限承载力和了解短柱受荷机理,完善大直径42crmo钢管挤压筒设计意义 高压、高温、高摩擦的恶劣工作条件使42crmo钢管经常发生开裂和磨损。为了延长挤压筒的使用寿命,提高其强度,就要对挤压筒的受力状况进行分析以及研究。本文主要研究了整个挤压过程的模拟计算,并从结果中得到挤压过程中坯料对挤压筒内壁的温度和径向内压力随时间变化的值;另外还对挤压筒外部缠绕钢丝的预应力进行了研究与计算,并利用Matlab进行编程计算,得出了缠绕。本文以剖分-组合式挤压筒为研究对象,采用有限元数值模拟方法,运用大型有限元Deform有限元分析对挤压过程进行数值计算,运用ANSYS三维建模,对挤压筒进行静力学以及热力耦合分析。分析结果得出挤压筒受力规律,42crmo钢管挤压筒内部等效应力和切向应力受温度分布的影响较大,铝板应力集中的区域主要分布在内衬内壁表面靠近挤压模一端,该部位是挤压筒产生裂纹和磨损的主要部位。本文的研究结论可以为挤压筒设计、以及模型的建立提供技术帮助,

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 对于完善大直径厚壁42crmo钢管挤压筒设计具有指导意义。随着27simn钢管挤压加工业的不断发展,对挤压设备要求也越来越高,特别是对挤压模具的要求,直接影响着生产经济效益的高低。产品的尺寸及断面面积的增大必然要求有更大的模具用来加工。大型42crmo钢管挤压设备的挤压筒重达几百吨,本文研究的挤压筒就有176吨之重。预应力钢丝缠绕剖分-组合式挤压筒在一定程度上解决了大型挤压筒装配难度大、42crmo钢管生产成本高的问题。钢管混凝土由于其良好的受力特性已在生产中得到广泛的应用,并且广大学者也开展了深入的研究,不过目前针对冷弯钢管混凝土的大多数研究主要是壁厚小于6mm钢管混凝土构件。本文研究了壁厚为6mm和10mm方形冷弯钢管混凝土短柱的轴压力学性能,研究结果可为冷弯钢管混凝土研究的完善和进一步发展提供参考。本文以试验研究为主,试验的基础上进行了规范的适用性比较和有限元的计算。全文共涉及灌注两种不同混凝土的钢管混凝土短柱试件共计20个,按混凝土类别分添加和不添加剂2组,各组10个试件;每组10个试件分为6mm和10mm壁厚2组各5个试件,分别由5种不同加劲肋设置形式的钢管填充混凝土形成。通过短柱的轴压力学性能试验。以此为基础并结合相关规范进行比较分析以及有限元数值研究等深入分析加劲肋设置形式、混凝土类别等因素对方形冷弯钢管混凝土的力学性能特别是承载力的影响。主要结论有:1加劲肋的设置能够提升短柱的承载力,而混凝土中剂的添加与否对钢管混凝土短柱承载力的影响不大;2现有规范CECS28:90DL/T5085-1999CECS159:2004和EC4对承载力的计算值均小于试验值,其中CECS28:90对各试件承载力的计算结果接近;3本文采用的有限元分析模型适用于本文短柱试件的模拟。钢管混凝土由于其良好的受力特性已在生产中得到广泛的应用,并且广大学者也开展了深入的研究,不过目前针对冷弯钢管混凝土的大多数研究主要是壁厚小于6mm钢管混凝土构件。本文研究了壁厚为6mm和10mm方形冷弯钢管混凝土短柱的轴压力学性能,研究结果可为冷弯钢管混凝土研究的完善和进一步发展提供参考。钢铁是国民经济建设中广泛使用的金属材料,生产过程中检测其元素含量是进行质量管控的必要。钢铁检测方法普遍存在着制样繁琐、耗时长以及难以进行现场或原位检测等缺点,不能满足当前的钢铁生产需求。激光探针技术(又称为激光诱导击穿光谱技术)因其具有快速、样品制备简单、可现场或原位检测的优点,而被逐渐应用于钢铁的快速检测中。针对这一问题,本论文详细研究了钢铁光谱采集过程中必然形成的烧蚀坑对等离子体及其光谱的影响,以及基于统计学算法的激光探针定量分析方法,并将本文提出的定量分析方法应用于厚壁钢管的检测,获得了元素含量分布检测结果。结果表明:随烧蚀激光脉冲数增加,烧蚀坑逐渐变深,口径变大;由于等离子体和烧蚀坑的相互作用,随烧蚀坑变深,其中产生的等离子体初始辐射强度升高,冷却速度加快;这导致当烧蚀坑变深时,等离子体发射光谱中的离子线强度下降,原子线强度上升。然而,目前激光探针分析钢铁的准确度仍需提高。主要研究成果和创新点如下:1系统研究了钢铁光谱采集过程中烧蚀坑对激光诱导等离子体及其光谱的影响。2络算法的多谱线比值定量分析法,提高了激光探针对钢铁中痕量元素的分析准确度。由于较充分地使用了等离子体光谱络强大的非线性回归和容忍噪声的能力,建立的分析模型能获得更准确的光谱-元素含量对应关系,使该方法的分析准确度好于内标法。使用该方法对低合金钢样品中Cr和Ni分析结果表明,交叉验证的均方根误差分别从内标法的0.018wt.%和0.067wt.%降低到0.010wt.%和0.023wt.%含量的平均相对标准偏差分别从内标法的11.3%和19.5%降低到6.4%和12.9%3上述多谱线比值定量分析法的基础上,提出了遗传算法-络定量分析法,进一步提高了激光探针进行钢铁分析的准确度。该方法通过遗传算法更好地了谱线强度比络的输入量建立定量分析模型,对低合金钢样品中的4种被测元素CuCrNi和V进行了分析。结果显示,上述元素采用该方法分析的均方根误差比内标法分别降低了85.0%67.7%60.0%和80.0%和多谱线比值定量分析法相比,也分别降低了78.6%42.9%27.3%和33.3%4提出了基于随机森林算法的激光探针定量分析法,提高了空气中检测钢样品中碳元素的准确度。该方法使用优选光谱段内的光谱变量,对已过决策树数目及特征变量数的随机森林模型进行训练,获得定量分析模型。使用该定量分析模型对低合金钢样品中碳元素的分析结果表明,均方根误差从内标法的0.034wt.%降低到0.023wt.%降低了32.4%5针对大型厚壁钢管元素检测的需求,使用本文提出的遗传算法-络定量分析法对北方重工业集团生产的厚壁钢管的管材样品、毛坯管及成品管中的CrMnMoNiCu和V等元素进行了分析,对管材样品的分析结果表明,以火花。综上所述,本文对钢铁光谱采集过程中烧蚀坑对等离子体及其光谱的影响进行了系统的研究,为激光探针分析钢铁提供了参考;提出的基于统计学算法的多谱线比值定量分析法、遗传算法-络定量分析法和随机森林定量分析法,显著地提高了激光探针分析钢铁的准确度,并且能够用于厚壁钢管等钢铁产品的检测。结果表明,本文提出的定量分析方法能够用于厚壁钢管检测。钢铁是国民经济建设中广泛使用的金属材料,生产过程中检测其元素含量是进行质量管控的必要。钢铁检测方法普遍存在着制样繁琐、耗时长以及难以进行现场或原位检测等缺点,不能满足当前的钢铁生产需求。与普通钢材相比,高强度钢材承载力高,经济效益好。冷弯厚壁42crmo钢管生产工业化程度高、质量易保证、与开口截面相比相同截面面积情况下回转半径大。符合轴压构件对截面开展,双轴等稳,抗扭性好、整体承载力高等要求。与冷弯薄壁型钢相比,冷弯厚壁型钢截面尺寸更大,承载力更高,高层钢结构的应用中有许多优势。高强冷弯厚壁42crmo钢管构件由于强度提高,宽厚比限值降低;另外,冷弯厚壁42crmo钢管生产过程中的冷弯效应使平板及弯角部位屈服强度均有不同程度的提高,这使得宽厚比限值进一步降低,构件更容易发生局部屈曲。但由于42crmo钢管的板件处于四边支承状态,板件屈曲后应力仍能增长,构件发生局部屈曲后并不会立即失去承载能力,而是降低了构件的刚度和整体承载力。所以,适当放宽板件宽厚比,利用屈曲后强度,可提高构件的承载力,达到节约钢材的目的本文主要针对高强冷弯厚壁42crmo钢管轴压构件局部-整体相关屈曲性能进行了如下研究:1综合分析了宽厚比超限压杆承载力计算理论和方法的优缺点和适用范围。总结了冷弯厚壁42crmo钢管的残余应力分布规律,提出了ANSYS中满足工程精度要求的残余应力等效方法。2总结了冷弯型钢考虑冷弯效应的屈服强度计算方法,采用《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB52002中考虑冷弯效应的屈服强度计算方法来计算冷弯厚壁42crmo钢管考虑冷弯效应的屈服强度。3采用ANSYS有限元对冷弯厚壁42crmo钢管轴压构件进行了数值模拟,并与他人已有实验结果进行对比,验证建模方法的正


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