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机械工程学报 2023年第10期59卷 85-95页

作者：钱东升田汉邓加东武汉理工大学材料科学与工程学院武汉430070 武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室武汉430070 武汉理工大学湖北省材料绿色精密成形工程技术研究中心武汉430070

环件径-轴向轧制是极大尺度无缝环件整体塑性成形的不可替代技术,主轧阶段环件匀速长大是径-轴向稳定轧制的一种理想状态,如何通过合理的控制策略获得逼近理想设计的环件匀速长大状态,是极大尺度环件径-轴向轧制过程稳定性控制的关键问... 详细信息

环件径-轴向轧制是极大尺度无缝环件整体塑性成形的不可替代技术,主轧阶段环件匀速长大是径-轴向稳定轧制的一种理想状态,如何通过合理的控制策略获得逼近理想设计的环件匀速长大状态,是极大尺度环件径-轴向轧制过程稳定性控制的关键问题。为解决这样的问题,提出一种面向实际轧制过程的设计驱动下环件外径长大速度理论控制方法。首先提出轧制过程中环件实时尺寸的测量方法实现对长大速度的实时监控;其次在ABAQUS平台中通过用户子程序VUAMP进行二次开发建立一种设计驱动下环件长大速度控制方法(理想状态控制方法),此方法需要的参数由等效尺寸模型计算以消除环件几何不规则引起的误差(尺寸修正控制方法),最后通过误差实时反馈调控策略消除动态缺陷引起的小幅误差使得长大速度精确逼近目标值,形成一种过程与设计相结合的主轧阶段外径匀速长大理想状态的精准闭环控制模型(基于尺寸修正的闭环控制方法)。结果表明,稳定的长大速度能够降低主轧阶段环件的偏心程度同时改善最终环件的椭圆度,为实际极大尺度环件轧制过程稳健控制提供了可靠手段。

关键词：径-轴向轧制长大速度设计驱动闭环控制

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J307轮箍径-轴向轧制变形分析

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安徽工业大学学报（自然科学版） 2023年第2期40卷 126-132页

作者：黄林松程明忠黄孝卿沈晓辉宝武集团马钢轨交材料科技有限公司安徽马鞍山243010 安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243032

提出基于环件外径实时变化的辊系运动自适应控制策略,以J307轮箍为研究对象,基于Marc/SuperForm有限元软件子程序开发,实现对轮箍轧制全过程的三维有限元模拟,分析轮箍轧制过程的尺寸变化、变形分布及轧辊受力等信息。结果表明:在既定... 详细信息

提出基于环件外径实时变化的辊系运动自适应控制策略,以J307轮箍为研究对象,基于Marc/SuperForm有限元软件子程序开发,实现对轮箍轧制全过程的三维有限元模拟,分析轮箍轧制过程的尺寸变化、变形分布及轧辊受力等信息。结果表明:在既定工艺条件下,轧制第9~13圈时轮箍外径增量较大,最大达78 mm/圈;轧制过程轮箍断面心部变形最小,第9圈前心部变形主要发生在径向变形区,第9圈后轴向变形区也发生明显变形,轧制结束时断面心部累积变形应变达1.09;主辊和芯辊受力在轮缘孔型完全充满时均达最大、约1400 kN,锥辊在外径达912 mm时受力最大、约900 kN。

关键词：轮箍径-轴向轧制金属变形有限元分析

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铝合金环件径—轴向轧制成形控制技术研究

铝合金环件径—轴向轧制成形控制技术研究

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作者：王恒强哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

环件径-轴向轧制是一种先进的近净成型工艺技术，通过径、轴向双变形区材料的循环协调变形，可使环坯在直径增大过程中产生充分的塑性变形和体积转移，结合合理的温度控制，可获得微观组织均匀、纤维方向一致、力学性能优良的环件。本... 详细信息

环件径-轴向轧制是一种先进的近净成型工艺技术，通过径、轴向双变形区材料的循环协调变形，可使环坯在直径增大过程中产生充分的塑性变形和体积转移，结合合理的温度控制，可获得微观组织均匀、纤维方向一致、力学性能优良的环件。本文以航天型号产品中大型铝合金环件为研究对象，探索了其整体成形的径-轴向轧制工艺，以取代已有的半环对焊结构环件。深入分析了环件径-轴向轧制运动学，建立了大型环件径-轴向轧制有限元模型，进行了实际的轧制工艺试验，最后详细研究了径-轴向轧制过程中产生的宽展及端面凹坑和折叠缺陷。大型铝合金环件的整体轧制成形对提高航天型号中环件产品的质量一致性和可靠性提供了有力保障，对促进航天技术的发展有重要意义。首先，分析了环件的直径增大运动和环件的旋转运动规律，得出了直径增大与环件旋转速度之间的关系。研究了芯辊和锥辊的进给运动和旋转运动，阐明了环件运动的主要影响因素和影响程度。研究结果对实际生产过程中轧辊的精确控制提供了初步的理论依据，同时对有限元建模时边界条件的定义提供了参考。其次，进行了环件径-轴向轧制的有限元模拟，结合轧制工艺参数对模拟结果进行了分析。结果表明，轧制速度在1315mm/s时，环件长在速率在0.4～4mm/s之间，径向进给速率在0.15～0.43mm/s之间，轴向进给速率在0.15～0.21mm/s之间，外径1600mm、内径1150mm、高度300mm的坯料可以轧制出外径3400mm、内径3183mm、高度260mm的大型环件。所建模型有效的优化了轧制工艺及控制参数，为实际轧制试验提供了依据。再次，根据有限元仿真得到优化后的工艺参数，开展了大型铝合金环件的径-轴向轧制工艺试验。制定了环件径-轴向轧制分阶段及分部位润滑工艺制度，分析结果表明，环件直径误差在1/1000范围之内，500℃固溶处理+3～5%冷变形+180℃时效处理后强度指标比标准高出10%以上，塑性指标高出25%以上，完全满足设计要求。最后，介绍了宽展产生过程及其影响因素，分析了宽展对径向孔型和轴向孔型的影响规律，分别给出了满足径向孔型和轴向孔型咬入条件和锻透条件。分析了端面凹坑和折叠缺陷与毛坯结构的关系，分析得出毛坯高厚比大于1.5，壁厚小于200mm时，才能顺利轧制出无缺陷的环件产品。

关键词：铝合金环件径-轴向轧制轧制工艺轧制缺陷

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基于机器学习的环形锻件轧制毛坯智能推演设计方法

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塑性工程学报 2022年第4期29卷 23-29页

作者：徐立亮邓加东胡志力许亮武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室湖北武汉430070 武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心湖北武汉430070 武汉理工大学湖北省新能源与智能网联车工程技术研究中心湖北武汉430070 无锡派克新材料科技股份有限公司江苏无锡214000

针对环形锻件轧制成形工艺方案关键设计难点中的毛坯设计问题,结合环件轧制毛坯设计理论与机器学习算法,建立了基于BP神经网络算法的轧环毛坯尺寸智能推演模型和基于支持向量机算法的冲孔毛坯尺寸智能推演模型,利用从企业收集到的历史... 详细信息

针对环形锻件轧制成形工艺方案关键设计难点中的毛坯设计问题,结合环件轧制毛坯设计理论与机器学习算法,建立了基于BP神经网络算法的轧环毛坯尺寸智能推演模型和基于支持向量机算法的冲孔毛坯尺寸智能推演模型,利用从企业收集到的历史工艺案例数据对推演模型进行学习训练,通过对比不同推演模型结构下的工艺设计结果确定了最终的轧制毛坯智能推演方案,并利用有限元模拟和物理实验验证了智能推演方案的可靠性。

关键词：环形锻件径-轴向轧制毛坯设计智能推演机器学习

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