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重型机械
中国重型机械研究院股份公司
重型机械

中国重型机械研究院股份公司

刘存德 刘金华

双月刊

1001-196X

zjedit@163.com

029-86322581

710032

陕西省西安市辛家庙西安重型机械研究所

重型机械/Journal Heavy Machinery北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊主要报导冶炼、轧制、锻压机械设备及与之配套的电气、液压传动控制技术、环保除尘、计算机技术、基础件、标准件等的发展方向、最新研究成果、新技术及新设备的应用等。主要读者对象是冶金、机械等专业从事科研、教学、设计、制造、使用及维修的工程技术人员、管理人员、技术工人和大专院校的师生。本刊除广泛发行于国内各省市、各行业外，还与日本、德国、英国、俄罗斯等国建立了良好的发行、交换关系。为了沟通产、供销渠道，促进国民经济发展，本刊兼营广告业务。欢迎生产、经营机械、电子、液压、润滑等产品的企业在本刊刊登广告。
正式出版
收录年代

    预拉伸调控铝合金板材性能研究进展

    张亚好李嗣洋成小乐赵小惠...
    1-9页
    查看更多>>摘要：板材预拉伸工艺是可热处理强化铝合金研究中的重点，通过拉伸应变可以增加晶界的位错密度和晶粒的细化程度，从而提高材料的强度和硬度，减小残余应力使得材料受力后更加均匀避免应力集中，提高板材的抗拉强度和屈服强度。介绍了可热处理铝合金板材经预拉伸工艺后板材服役性能的变化，综述了近年来预拉伸工艺对铝合金力学性能的影响及残余应力的消减情况，总结了各类铝合金板材最为合适的拉伸量以及残余应力分布规律。最后提出了相关研究中存在的问题和需要重点聚焦的研究方向。

    预拉伸时效强化残余应力数值模拟

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    板坯宽度方向非均匀冷却条件下凝固模拟

    曾晶李武红王蓉张西锋...
    10-16页
    查看更多>>摘要：利用多物理场仿真软件COMSOL模拟板坯连铸宽度方向非均匀冷却状态下的凝固过程的数值模拟。通过将各冷却区设定的铸坯表面目标温度作为约束条件代入傅里叶传热微分方程，反向推算板坯内弧表面中线上各冷却区的换热系数。在此基础上，根据二冷区喷嘴的布置及喷嘴喷雾分布试验数据将该换热边界条件沿铸坯宽度方向进行拓展，计算出板坯从MD弯月面开始到最末扇形段出口的整个铸流区间的3D温度场。通过该方法可模拟出相同冷却条件下不同铸坯宽度在厚度中性层剖面两相区区间范围的区别，并且也可以清晰地反映出喷嘴的布置对铸坯表面温度及凝固终点的影响，从而为生产中的凝固末端压下策略和喷嘴布置的设计提供有力的数据支撑。

    非均匀冷却约束条件喷嘴布置两相区间

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    视觉引导与工业机器人驱动的钢包长水口装卸技术

    高静米进周霍跃钦高琦...
    17-23页
    查看更多>>摘要：为了解决连铸高温、高噪声环境下钢包水口人工装卸劳动强度大、安全风险高、连铸钢包对接水口准确率低与效率低等问题，设计了以3D高精度视觉引导技术为检测系统，PLC设备为控制平台，六轴工业机器人为柔性驱动源的连铸钢包长水口装卸控制方案。该方案通过以太网通信将视觉系统检测到的位置信息经PLC控制传送至机器人系统，并按工艺要求驱动机器人完成自动化动作流程，实现连铸钢包长水口装卸流程动作的精确智慧控制。经测试结果证明，该技术实现了从机器人取工装开始到放回工装，整个安装或拆卸长水口时间≤80 s，装卸命中率>99%，满足了工艺要求和指标。此系统不仅使操作人员从重体力劳动和恶劣工作环境中解放出来，而且提高了装卸水口的准确性和稳定性，极大地提升了生产效率，保证了铸坯质量。

    工业机器人3D视觉引导技术智慧连铸制造

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    新型双主轴搅拌摩擦焊设备结构可靠性研究

    陈政赵升吨王峰马涛...
    24-31页
    查看更多>>摘要：为了实现厚板铝合金等轻量化板材的高效高可靠连接，双主轴搅拌摩擦焊技术应运而生，但是目前适用于双主轴搅拌摩擦焊接的设备并不成熟。针对双主轴搅拌摩擦焊技术，设计了一种新型双主轴搅拌摩擦焊设备，利用ANSYS Workbench软件对所设计设备的机身和主轴进行了静力学分析，校核了机身和主轴的刚度与强度，并通过模态分析研究了设备的振动响应特性，验证了设备的结构可靠性。结果表明:在额定工况下，机身最大形变量0。55 mm，主轴安装位置形变量约0。20 mm;主轴最大形变量1。73 μm，最大应变1。97×10-4，最大应力20。64 MPa。机身以及主轴的强度与刚度均满足双主轴搅拌摩擦焊连接工艺需求。主轴安装位置和丝杠等重要位置最大应力约 20 MPa，远小于机身材料的许用应力。机身的1 阶固有频率为53。58 Hz，主轴的1 阶固有频率为3 387。0 Hz，避开了电机的工作频率，设备工作过程中振动稳定，不会发生共振现象。

    双主轴搅拌摩擦焊塑性连接交流伺服ANSYSWorkbench静力学分析模态分析

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    基于无监督学习的连铸铸坯缺陷检测方法

    高琦付皓宇吴晓军柴玮...
    32-40页
    查看更多>>摘要：铸坯在连铸过程中受温度分布不均、流动速度不稳等多种因素的影响，容易出现各种表面和内部缺陷，如疏松、偏析、缩孔、裂纹、气泡、夹杂等。这些缺陷不仅影响产品的外观和性能，还可能对工程结构的安全性产生潜在威胁。针对这一问题，提出了一种基于无监督学习的连铸铸坯缺陷检测方法，该方法利用图像频域处理技术和深度学习算法学习连铸铸坯正常样本的图像特征，通过图像重建方式自动检测铸坯图像中的缺陷。首先，通过频率解耦模块对铸坯图像进行图像频率分离，得到铸坯的低频图像与高频图像。然后，采用带有自监督预测卷积注意模块的生成器网络集合，分别重建低频图像和高频图像。最后，通过判别器网络对铸坯的原始图像与重建图像进行判定，以确定铸坯图像中是否包含缺陷。实验结果表明，该方法能够有效检测连铸铸坯的缺陷，具有较高的准确性和可靠性，可为提高连铸产品质量和生产效率提供有力支持。

    连铸铸坯缺陷检测无监督学习频域处理

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    非对称式辊式搅拌在宽板坯连铸机的设计与应用

    张晓东
    41-46页
    查看更多>>摘要：辊式搅拌是板坯连铸机的核心设备，主要用于提高铸坯等轴晶率，改善铸坯中心疏松和中心偏析，提升铸坯内部质量。对于铸坯宽度大于 1 800 mm宽板坯连铸机，采用通辊式辊式搅拌经常出现辊端轴断裂和螺栓松动等故障，导致辊式搅拌使用寿命无法与连铸机正常自由辊相匹配，设备无法连续稳定运转。宽板坯连铸机上采用了非对称式辊式搅拌技术，通过对非对称式辊式搅拌辊进行建模仿真与实际磁学性能测试，验证该类型结构能达到改善铸坯中心质量所需磁场性能要求。通过改造扇形段适配非对称式辊式搅拌的安装，开展了 430、0Cr13、439、409、2Cr13 等不锈钢钢种的冶金试验，试验结果满足预期铸坯中心质量要求，铸坯中心等轴晶、中心疏松和中心偏析改善效果明显，改造后设备未出现辊端轴断裂和螺栓断裂问题，设备使用稳定性大幅提高，搅拌辊与自由辊寿命基本持平，满足连铸机稳定无故障运行要求。

    辊式搅拌宽板坯连铸机等轴晶中心疏松中心偏析

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    长内花键轴向进给滚轧成形过程材料流动行为

    徐光斌张大伟刘秋彤鞠辉...
    47-53页
    查看更多>>摘要：轴向进给滚轧是一种局部加载、轴向增量变形的塑性成形工艺，为长内花键提供了一种高性能、省力成形制造途径。采用数值方法研究分析了采用3 滚轧模具的传动轴花键毂内花键轴向进给滚轧过程的材料流动行为。结果表明:材料的流动和变形主要发生在坯料的内表层，外表面基本没有材料流动;内花键轴向进给滚轧过程材料流动速度沿轴向逐渐减小，而累积的材料位移在不同成形区分布基本类似，只是位移量值有区别;不同滚轧模具切入区结构下滚轧过程中材料流动、位移的分布特征和演化特征类似，采用斜切式滚轧模具的滚轧过程中材料轴向流动倾向大于采用径缩式滚轧模具的滚轧过程轴向材料流动。

    长内花键花键滚轧轴向进给滚轧材料流动材料位移

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    特厚板坯连铸蠕变过程热力耦合数值模拟

    林威何博王文学候凯凯...
    54-60页
    查看更多>>摘要：基于钢Q345 的高温蠕变参数，建立了适用于Q345 的蠕变表达式。将计算温度与实际温度结合，通过有限差分法计算了适用于Q345 连铸过程二冷区的对流换热系数。将改良后的对流换热系数作为边界条件，计算出了铸坯在连铸过程中各位置的温度、变化趋势与坯壳厚度。计算结果表明，除铸坯角部外，铸坯各位置均处于一定的温度区间，且呈下降趋势，坯壳厚度缓慢增至 21 mm。通过采用热力耦合数值模拟方法，在不同拉坯速度下，计算出了距离外弧表面 0～30 mm 处节点的蠕变应变、等效应力和总的等效塑性应变。通过计算结果表明，特厚板铸坯在连铸过程中发生应力松弛现象，铸坯只在刚进入圆弧段时发生塑性应变，大大降低了铸坯发生表面裂纹的风险，从而使特厚连铸板坯在超低应变速率下高效、稳定生产。

    特厚板坯数值模拟热力耦合蠕变

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    调整轧机轴承座与机架间隙的智能衬板研究

    白可和东平孙亚波刘云飞...
    61-69页
    查看更多>>摘要：轧机装备的稳健运行是充分发挥设备潜在能力，提高板带材质量的重要保证。轧机结构的动态特性是保证轧机稳健运行的前提，按"微尺度静定"设计理论分析得知，轧辊轴承座与机架窗口立柱之间存在约1mm微小间隙易使辊系处于静不定状态，进而产生辊间错位及交叉工况。通过有限元方法分析了间隙和偏移距对轧辊两端支反力的影响，并设计了一种用于安装在轧机牌坊和上工作辊轴承座之间的液压智能衬板。经分析发现，轧辊两端支反力不相等的原因根源在于支承辊与工作辊之间的交叉角，而交叉角来源于轧机轴承座与机架之间的"不得已"间隙。通过开发智能衬板可以实现零间隙控制，保证轧机轧辊平行定位稳定且可靠运转，从而释放了轧机的潜能，为轧机非线性动力学分析及稳定性控制提供了一种新思路，对现实生产具有重要指导意义。

    轧机机架轴承座间隙智能衬板

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    600MPa级车轮用高强钢的成形性能评价研究

    耿聪张柳鑫邓偲瀛
    70-75页
    查看更多>>摘要：高强钢是影响汽车轻量化进程的关键材料，可以实现在降低汽车重量的同时提高碰撞安全性，现已广泛应用于汽车的结构件中。讨论了3 种600 MPa级汽车用高强钢的成形性。通过杯突值IE和LDR值来评价其成形性，比较了3 种高强钢的力学性能以及成形性能，提供了一种考虑板料的各向异性，同时用最大主应变来判断破裂的数值模拟方法，通过试验与仿真的对比验证了此种方法具有可行性，并预测了3 种材料的LDR值。

    汽车用高强钢各向异性板成形性能数值模拟

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