张立军 赵永瑞 赵升吨

（①中国石油大学（华东），山东东营257061;②西安交通大学，陕西西安 710049）

为了实现低应力精密下料，西安交通大学赵升吨教授等人提出了“低能耗热应力变频振动精密下料方法”［1］。其下料过程中是先通过开槽机在棒料表面预制环向V形槽，然后再利用热应力［2］预制棒料V形槽尖端裂纹，最后将带有热裂纹的棒料送入变频振动下料机中进行下料。大量下料实验结果证明，该下料方法能够实现低应力弯曲下料［3－4］。这种下料方法首次将热应力预制裂纹技术应用于精密下料中，这在减小棒料所需外载荷，实现低能耗下料方面迈出了重要一步。热应力预制棒料V形槽尖端裂纹的基本原理如图1所示，首先将金属棒料加热到特定温度，然后用石棉隔板保护V形槽部分，最后分段同时冷却棒料的其它表面部分，这样由于材料的热胀冷缩效应，将会在V形槽尖端处产生轴向拉应力，当该拉应力达到材料的强度极限后就会产生微裂纹（损伤），相应的冷却装置的拆分示意图如图2所示。该冷却装置主要由侧板、上端盖和进水管、水槽和出水管以及中心带有石棉隔板的多个矩形插板组成。矩形插板的间距正好与棒料上V形槽的间距一样，起保护V形槽的作用。然而目前的热应力预制裂纹实验中的冷却装置由于本身是一体的，即上端盖和侧板都是安装在水槽上的，这导致热应力预制裂纹实验结果与其FEM数值模拟结果有一定误差。为此，本文首先指出了目前现有实验装置的不足，并给出了完善的建议。……