针对传统的液压剪切容易造成连铸钢坯断面质量不佳的问题,提出使用一种45°斜切液压剪进行剪切。首先,建立钢坯和剪刃的剪切模型,利用ANSYS/LS-DYNA软件对45°钢坯液压剪的剪切过程进行了有限元分析,模拟钢坯在弹性变形阶段、塑性变形阶段和断裂分离阶段时所受的等效应力;其次,采取单一变量的研究方法,分别探究了剪切间隙、剪切温度、钢坯厚度及剪切速度等因素对45°钢坯液压剪剪切质量的影响。结果表明,随着剪切间隙的增加,剪切力先减小后增大;钢坯尺寸每增加5 mm,最大剪切力约增加40~50 kN;钢坯剪切速度增加,最大剪切力随之增加,由此获得了最佳的剪切参数,为钢坯的剪切提供了稳定的剪切力,保证了良好的剪切质量,避免材料的损耗,提高了剪切效率。

回弹对管翅式散热器液压胀接的成形质量有重要影响。采用材料幂强化理论模型,分析了换热管发生塑性变形、翅片发生弹性变形时管翅式散热器液压胀接卸载阶段的回弹行为,并利用ABAQUS有限元仿真软件建立了管翅式散热器液压胀接的有限元模型,提出了胀接液压力选取范围的确定方法以及换热管与翅片无约束回弹差值的获得方法,分析了胀接液压力对管翅式散热器卸载后的整体回弹量和回弹差值的影响规律,初步探索了整体回弹量对残余接触压力的影响规律。结果表明:基于材料幂强化本构关系的回弹模型能够直观地反映回弹对残余接触压力的影响;胀接液压力选取范围的确定方法是准确的,与理论结果相符;胀接时应在胀接液压力选取范围内增加胀接液压力以增加回弹量,从而增加残余接触压力,改善成形质量。

针对双柱上推式锻造液压机,分析了在锻造过程中存在的偏载工况,研究了偏载的传递路径,明确了纵向偏载总是存在的客观性。建立了双柱预应力机架的力学模型,分析了在偏载作用下机架的受力状态。结合对机架工作过程的研究,确定了预应力的计算方法。实例计算结果表明:锻造偏心距从100 mm增至250 mm,机架的预紧系数分别从横向偏载工况下的1.12增至1.45、从纵向偏载工况下的1.14增至1.77,机架在纵向偏载工况下为了保证自身整体性所需的预应力更大。通过仿真分析进一步比较立柱与下梁间接合面的闭合状态,结果表明:相较于横向偏载工况,机架在纵向偏载工况下更易开缝且最大缝隙更大;对于纵向偏载工况,立柱的纵向挠度随着预紧系数的增加显著减小,且预紧系数增至1.8时,最大缝隙趋于0 mm,验证了计算方法的可行性。并基于偏载工况与预应力机架的研究,提...

针对可热处理铝合金板材的热成形工艺窗口窄,以及固溶处理、专用模具及其成形装备等方面的诸多问题,通过对高强度钢板热冲压成形技术的借鉴和对比,并结合铝合金热冲压成形的塑性成形性能,从铝合金材料与成形工艺、热冲压生产线及主要冲压装备等方面,对铝合金热冲压成形技术进行了合理性探讨,提出目前铝合金热冲压成形技术所存在的问题及其所需专用热冲压模具的核心技术要求。此外,对国内外热冲压成形装备的发展状况进行了讨论和分析,并列举了其主要代表机型。通过对铝合金板材热冲压成形工艺和装备的合理性探讨,提出了铝合金热冲压技术的发展趋势,有助于该技术在我国的推广和应用。

为了减小多缸液压机对给定位移的跟踪误差和液压缸之间的同步误差,设计了相邻交叉耦合模糊自整定积分分离PID同步控制器。以液压阀的阀控电压为控制量,以活塞杆位移为输出量,建立了同步控制系统的动力学方程。选择相邻交叉耦合同步控制方案作为基础方案,将积分分离PID控制与模糊理论相结合,提出了模糊自整定积分分离PID控制方法。仿真结果表明:从超调量、调节时间、同步误差的角度讲,相邻交叉耦合同步控制的效果优于主从同步方案和同等同步方案,模糊自整定积分分离PID控制优于模糊PID控制。经3000 kN液压机控制实验验证,在最大负载为270.4 kN的情况下,液压机压制过程的超调量为3.2%,最大同步误差为0.17 mm,说明设计的控制器具有较好的同步控制效果。

针对航天大型铝合金环筒件的制造需求,开展了6000 t锻造液压机设备的研制工作。首先,对设备主要参数、主机结构与核心功能进行了详细设计,确定了四柱“拉杆预紧组合框架”式结构;通过引入速度闭环控制理论、优化滑块和立柱导向结构以及移动工作台的定位方式,解决了自由锻造与模锻功能兼容的难题;通过开发预冲+终冲的快速冲孔模块,设计了3个工位的移动工作台,提高了环筒件的制孔效率。其次,分析和确定了锻造工艺的主要内容,开展了工装模具设计与制造工作。最后,进行了产品的工程化试制,验证了设备及工艺的可行性。结果表明,6000 t锻造液压机可以满足环筒件的生产需求,对减少锻造火次与工装更换次数、提高生产效率起到较大的作用。

对轧机振动系统中液压缸的结构特点、运动特点以及相关因素的影响进行了分析,理论研究表明,液压缸非线性弹性作用可以由三势阱Mathieu-Duffing振子来描述。同时,考虑轧机辊系结构和外激励的影响,运用非线性动力学原理,建立了液压缸非线性作用下轧机颤振模型。通过数值仿真分析了液压缸弹性力一次线性项、三次和五次非线性项对轧机振动系统幅频特性的影响。最后,运用Melnikov定理求得轧机系统进入Smale马蹄存在意义下的混沌运动的临界条件,发现轧机系统随五次非线性项系数变化时,存在周期运动、多倍周期运动以及混沌运动等分岔行为。研究结论对揭示液压缸非线性弹性作用以及轧机振动机理具有一定的参考价值。

锥形消声管的出现提高了扩张室式消声器的空气动力学性能以及声学性能,该类管件的内曲面具有变截面和连续光滑的特点,为提高锥形消声管的制造效率,提出了使用液压胀形工艺生产锥形消声管的方法,使用该技术可以减小锥形消声管壁厚、降低管件重量,从而提高车辆的燃油经济性。针对液压胀形工艺,采用有限元仿真结合响应面优化的方法,研究了胀形内压力、锥形管锥度与摩擦因数对成形结果的影响。得到最优参数为:胀形内压力为42.573 MPa、锥度为16.89%、摩擦因数为0.076。采用最优参数进行实验得到了合格的锥形管产品,验证了液压胀形锥形管的可行性,证明了运用有限元仿真结合响应面优化方法可对锥形消声管的液压胀形过程进行优化。

针对传统的22 MN泵控锻造液压机组控制系统复杂、运行过程稳定性较差、响应速度较慢等技术现状,对泵控锻造液压机组的组成结构、传动方式及其组件的运动特性进行了研究。利用AMESim软件建立了正弦泵偏心摆变量机构模型,仿真分析了偏心摆变量机构的控制性能和动态响应特性;建立了锻造液压机液压伺服控制系统模型,仿真分析了液压机在空载、镦粗、常锻和快锻4种不同运行工况下的动态特性。仿真结果表明偏心摆变量机构设计合理,控制性能较高,能够满足小位移高频快速换向和较大驱动力的实际生产需求;液压机液压伺服控制系统的控制精度高、运行平稳、响应速度快,系统的节流损失和溢流损失小,能量利用率高。

针对大型液压装备在工作过程中的液压冲击会对设备产生巨大的危害等问题,设计了某大型液压装备的液压冲击装置,对该装置的功能、指标要求进行了介绍,对典型元件进行了计算与选型,并对液压冲击进行了计算,完成了其电气控制系统、测控系统和基于HMI的人机交互系统的设计。以卸荷冲击压力测试工位为例进行了两组试验,试验表明当系统压力为3 MPa时,开口度为50%时的流量冲击较开口度为100%时大15%左右;当系统压力为5 MPa时却相反,开口度为50%时的流量冲击较开口度为100%时小30%左右。设计的大型液压装备的液压冲击装置实现了对液压冲击的性能参数的分析和测试,这对大型液压装备的液压冲击功能分析、减少液压冲击对设备的影响有着重要的意义。