坯料锥度引起的铝合金筒节轧制过程跑偏研究
2021-08-19孙建亮徐利璞
重型机械 2021年4期
关键词:有限元
张 旭,孙建亮,韩 辉,徐利璞,尤 磊
( 1.燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心,河北 秦皇岛 066004;2.中国重型机械研究院股份公司,陕西 西安 710032)
0 前言
铝合金因其密度小、比强度高、质量轻、导热性好、延展性好、易成型且回收率高而被广泛应用于航空航天和汽车领域[1]。在航天工业中,大型铝合金筒节是重型发射器的关键基础部件。大型筒节在服役过程中受力情况复杂,这无疑需要筒节具有非常高的尺寸精度和优异的力学性能。国际上通常采用断面焊接方法来制造大型筒节,该方法具有材料来源简单、技术难度小等优点。然而,同时也存在焊接接头强度低、焊接变形和残余应力大、形状和力学性能一致性低的缺点[2]。为了克服这些问题,很多研究人员开始采用环形轧制生产大型筒节。环形轧制具有生产效率高、服役寿命长、可靠性和可维护性好等优点。目前,中国第一重型机械公司已经自主研发了大型筒节轧机,能够轧制大直径、大高度、大厚度的筒节[3]。一般情况下,用于轧制的大型筒节坯料是自由锻造而成的,原始坯料的尺寸很难精确控制,毛坯的内圆和外圆沿轴线方向呈锥体状,所以壁厚沿轴线方向分布不均匀。由于大型筒节两端的直径不同,导致在环轧过程中两端的角速度不一致,工作一段时间后工作辊轴线与筒节轴线之间存在一定的夹角,其表现形式为筒节向一侧偏移,因此,筒节在环轧过程中出现跑偏现象。……
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