数据驱动的镀锌线平整机辊印预测与控制方法研究
[期刊论文]杨逾,张康武,黄贯 等-《重型机械》2025年6期

摘要:针对镀锌产线SKP辊印不良问题,本文提出了一种数据驱动与工艺优化深度融合的协同控制方法.首先,通过大数据分析揭示了外板长周期生产与辊印缺陷的量化关联.进而,构建了基于深度神经网络的辊面状态预测模型,实现了对辊印缺陷的精准事前预警.同时,提出了"周期性辊面刷新"的生产节奏智能优化策略,并建立了集成高分辨率扫描与渐进加载的上机辊全生命周期精细化管理体系.应用结果表明,该方法使异常换辊率显著降低,有效保障了高端外板的稳定生产.本研究为轧制过程质量控制提供了从"经验驱动"到"数据智能驱动"的可行性新路径.

镀锌平整机辊印表面质量换辊率
管道振动应力-速度关系的高阶模态修正因子C5的参数化研究
[期刊论文]董祥祥,高红波,王树昌 等-《重型机械》2025年6期

摘要:管道作为重型装备中流体输送的关键部件,其振动引发的疲劳失效是运行安全的重大隐患.ASME OM3 标准通过应力-速度关系评估振动,但其中的高阶模态修正因子(C5)在工程中难以直接获取,通常依赖经验取值,其保守性缺乏论证,为安全评估带来不确定性.为此,本文基于欧拉-伯努利梁理论,结合行波法对单跨直管进行了系统的模态分析,并通过超过五万组涵盖管长、管径、壁厚及边界约束的参数化计算,揭示了C5 因子的统计规律.研究发现:在绝大多数工况下,C5 值高度集中于1.0 附近,且其最大值不超过 1.11.基于此,本文提出在工程实践中可将C5 统一取值为1.11.该保守取值为ASME OM3 标准提供了直接、可靠的数据支撑,有效提升了管道振动评估的规范性与安全性,对重大技术装备的可靠性设计具有重要价值.

管道振动应力-速度关系ASME OM3修正因子
考虑综合误差的共轴反转人字齿轮传动系统静态均载特性研究
[期刊论文]李思垚,刘岚,卢政伟 等-《重型机械》2025年6期

摘要:为研究共轴反转人字齿轮传动系统静态均载特性,考虑传动链刚度、安装误差、制造误差等因素,通过建立系统力矩平衡方程,推导出系统变形协调条件,分析了齿轮在单一及共同作用下,制造和安装误差对系统均载性能的影响机制.结果表明:在单一误差作用下,Ⅱ级和Ⅲ级齿轮的误差,会导致系统均载系数随误差增大呈上升趋势,均载性能逐渐降低;在综合误差作用下,齿轮Z8对系统均载性能影响最大,均载系数增大了38.9%;此外,系统转速的增大也会导致均载性能的降低.因此,在直升机主减速器齿轮的设计和制造过程中,应重点控制齿轮综合误差,以有效提升系统的均载性能.

共轴反转综合误差均载特性制造误差安装误差
棒材DROF粗轧工艺热力耦合及温度均匀性控制研究
[期刊论文]李璐,张镭,贾尚武 等-《重型机械》2025年6期

摘要:针对某棒材连轧线免加热直接轧制工艺中粗轧阶段面临的温度场均匀性控制、工艺参数协同优化等问题,基于Abaqus软件构建了热力耦合三维有限元模型,实现轧制力-温度场-变形场多物理场强耦合动态仿真.通过网格自适应加密技术,定量表征了轧制力矩波动,心表温差梯度及速度场分布特征.通过构建生产线工艺模型提供的理论支撑体系,为下一步工艺优化创造基础,从而有效抑制直轧产线改造引发的轧材端部温度梯度,降低同批次制品首尾特性差异.

棒线材免加热直接轧制粗轧三维热力耦合模型
烧结烟气脱硝反应器中双功能催化剂的设计及性能优化
[期刊论文]王嘉庆,赖志强,李新强 等-《重型机械》2025年6期

摘要:在"超低排放"和"双碳"政策的双重背景下,钢铁行业对烧结烟气治理提出了减污降碳协同控制的新工艺要求.利用原有的SCR脱硝反应器可实现NOx 和CO的催化协同脱除,但目前仍缺乏高效稳定、适应烟气工况的双功能催化剂.文章通过超声辅助等体积浸渍法,以γ-Al2O3 为载体,以Cu-Ce复合氧化物为活性组分,设计了一系列的m%CuCeOx/γ-Al2O3 催化剂,通过负载量、Cu:Ce摩尔比优化筛选出性能最佳的催化剂,在200℃下NOx转化率高于75%,CO转化率高于99%.通过多种表征手段探究了Cu-Ce氧化物负载对催化剂性能提升的本质原因:一方面,Cu掺入CeO2 晶格加强了Cu、Ce之间的相互作用,使复合氧化物中形成了更丰富的氧空位,促进了NOx 还原和CO氧化反应速率;另一方面,Cu-Ce负载通过增加催化剂低温酸性位点的数量和强度,促进了低温下NH3 的吸附,从而提升了SCR脱硝性能.研究结果验证了烧结烟气中NOx和CO协同催化脱除的可行性,并为双功能催化剂的设计提供了新思路.

烧结烟气脱硝反应器双功能催化剂体积浸渍性能优化
电磁制动安装位置对板坯结晶器钢液流动传热的影响
[期刊论文]陈浩,张朝晖,贺睿哲 等-《重型机械》2025年6期

摘要:结晶器钢液流动状况是引起板坯缺陷的主要因素之一.以某厂1 200 mm×135 mm板坯连铸结晶器为研究对象,建立了三维板坯结晶器电磁制动数学模型,研究了电磁制动安装位置对结晶器钢液流动与传热的影响.结果表明:当电磁制动中心位置由Z=270 mm降至Z=470 mm时,结晶器自由液面钢液流速先减小再增大,结晶器内钢液冲击深度逐渐减小,结晶器中心截面温度场分布逐渐对称.当电磁制动位置过低时,由于磁场分布不合理导致铸坯表面温度分布不均匀,结晶器窄面出口处温差增大,凝固坯壳减薄.当电磁制动中心位置为Z=370 mm时,板坯结晶器钢液流动与传热效果较好,结晶器自由液面中心最大流速为0.14 m/s,铸坯凝固前沿稳定,结晶器出口凝固坯壳分布均匀.

板坯结晶器电磁制动钢液流动凝固传热数值模拟
高温热处理对12Cr1MoV钢焊接接头开裂的影响
[期刊论文]杜晋峰,乔湛,刘福广 等-《重型机械》2025年6期

摘要:12Cr1MoV钢在亚临界机组过热器管及火电机组中应用广泛,常作为主蒸汽管道材料.焊接接头处的疲劳开裂是导致其失效的主要原因.针对服役载荷下焊缝局部开裂问题,对 730℃和660℃回火热处理的试样分别开展三点弯曲试验和ABAQUS模拟仿真.试验结果显示:相较于730℃热处理,660℃的恒温处理更易导致焊缝金相组织脆性增大,从而导致熔合线位置优先开裂.这一发现为优化12Cr1MoV钢的焊接工艺和预防失效风险具有重要意义.

12Cr1MoV钢焊接接头三点弯曲开裂焊缝熔合线
扑翼机用外转子电机设计与有限元分析
[期刊论文]王珂,李昕涛,王博 等-《重型机械》2025年6期

摘要:针对大型扑翼机对高效轻量化驱动系统的需求,本文提出一种外转子永磁无刷电机优化设计方案.基于扑翼机20 kg总质量及200 W功率需求,通过经典电机理论计算确定电机关键参数:采用12 极16 槽配合,铷铁硼永磁体表贴式结构,额定功率340 W,转速1 500 r/min.重点优化了定子槽型参数(hs0=2.5 mm,hs1=1mm)和极弧系数(0.7),利用Maxwell软件进行电磁仿真分析.结果表明:优化后电机效率达88.6%,额定转矩10.5 N·m,齿槽转矩降低至 0.867 N·m,单边磁拉力分布均衡.有限元分析验证了磁通密度分布合理(峰值 1.860 1 T)及反电动势波形稳定性(25V幅值).该设计为扑翼机动力系统提供了兼具高功率密度与低振动特性的解决方案,具有显著工程应用价值.

扑翼机外转子电机极弧系数齿槽转矩
基于不同多孔介质模型的袋式除尘器流体动力学数值对比
[期刊论文]吴京栋,杨雪莲,王云朋 等-《重型机械》2025年6期

摘要:在袋式除尘器的CFD数值模拟中,准确表征滤料多孔介质至关重要.为探究不同模型的适用性,本研究对多孔跃迁与多孔连续两种模型进行了系统性对比.研究发现:首先,两种模型对内部瞬态流场的阶段划分(引射卷吸、冲击发展、湍流扩散、稳态建立)及滤袋轴向速度趋势的预测基本一致.然而,多孔连续模型的优势更为显著,因其同时考虑了多孔层厚度及粘性/惯性阻力耦合效应,故能更精准地模拟多孔层的整流作用、捕捉大尺度涡环演化并揭示环境流体向多孔介质的渗透行为.在压力场方面,多孔连续模型模拟得到的滤袋内部压力沿纵向呈现显著的梯度分布特征.因此,多孔连续模型能更真实地反映实际工况下流体与多孔介质的动力学行为,其模拟结果更精确,具有更高的工程应用价值.

袋式除尘器多孔介质模型计算流体动力学气流组织数值模拟
印尼荣耀金属不锈钢板坯连铸机一次热试成功

摘要:近日,由中国重型院总包的印尼荣耀金属公司220 mm ×1 600 mm不锈钢板坯连铸机热试一次成功.这是继印尼广青、青山、苏拉威西与青丰等连铸机项目后,中国重型院为印尼青山产业园设计供货的第六台不锈钢连铸机.目前设备运行平稳,铸坯表面和内部质量均符合标准,各项指标均达到用户预期.

基于时域拓展技术的分体式耐辐照微波物位仪
[期刊论文]汤凤娜,何春楠-《重型机械》2025年6期

摘要:针对核燃料后处理中放射性料液液位与界面测量手段单一、精度不足的难题,本文研制了一款基于时域拓展技术的分体式耐辐照微波物位仪.通过创新性设计三杆式传感器、分体抗辐照结构及双回波识别算法,实现了液位与界面的同步高精度测量.测试结果表明,仪表测量误差优于±5 mm,且关键部件累积耐辐照剂量达105 Gy,为放射性极端工况提供了一种可靠的测量新方案.

时域拓展技术耐辐照双信号快速拆装回波识别
激光熔覆涂层缺陷成因及抑制机理
[期刊论文]谢晓明,曾宁富,刘冠 等-《重型机械》2025年6期

摘要:激光熔覆技术因其材料选择广、结合强度高、热影响区小等优点,已成为表面强化与再制造领域的关键技术.然而,其快速熔凝的工艺特性易引起显著的残余应力,导致涂层内裂纹的萌生和扩展,严重制约其更广泛的应用.本文系统综述了激光熔覆涂层裂纹的成因、抑制方法及作用机理.首先从残余应力(热应力、组织应力、约束应力)与材料物性匹配角度深入分析了裂纹的产生原因;然后详细阐述了通过优化工艺参数、添加过渡层/稀土元素、实施预热/后热处理、施加外部辅助场(如感应、电磁、超声)、以及结合过程监测与数值模拟等多种裂纹抑制策略的作用机理与研究进展.并展望了该技术未来向智能化、多场耦合方向发展的趋势,为研究激光熔覆涂层裂纹形成机理、有效调控和抑制裂纹提供了理论依据与技术支撑.

激光熔覆涂层裂纹残余应力抑制机理
不同还原剂参与模式的超细钨粉制备技术研究进展
[期刊论文]杨子鑫,邢海瑞,王俊杰 等-《重型机械》2025年6期

摘要:超细钨粉是制备高性能钨基制品的关键原料,但其规模化应用受限于现有技术效率低、安全性差与成本高的挑战.本文聚焦于主流的三氧化钨氢还原法,分析了其反应热力学与动力学机制;进而系统介绍了超细钨粉的制备技术,依据还原剂参与模式划分为"无还原剂参与型"与"单一还原剂参与型"两类,并阐述了各类方法的基本原理与优劣.针对颗粒粒度与形貌控制难、氢爆风险、高能耗及碳污染等核心问题,文章提出了工艺创新、掺杂调控与气氛优化等解决思路,最后展望了绿色化与智能化的发展方向,以期为该领域的研究与应用拓宽视野.

钨粉氢还原碳热还原动力学及机理
热轧平整机组卷取机卷筒优化设计及应用
[期刊论文]张雄,余小军,勾军年 等-《重型机械》2025年6期

摘要:为解决传统液压/机械式卷筒在生产高强厚带钢时面临的夹紧力不足、液压缸易漏油等卷取难题,本文创新性地设计了一种机械式双钳口自动润滑卷筒.首先,详细介绍了此卷筒的结构及工作原理,并给出了关键参数的计算方法.随后,通过实际工程案例和有限元分析,对计算方法的合理性及润滑效果的优越性进行了验证.该卷筒结构采用双钳口设计,有效提升了夹紧适应性.一方面,兼顾了操作的便利性;另一方面,通过优化碟簧规格成功解决了带头变形问题.此外,优化的润滑通道确保了润滑脂均匀分布,在实际应用中效果显著.

热轧平整机组卷取机卷筒双钳口夹紧力自动润滑
基于晶体塑性理论的难熔金属管材轧制仿真研究
[期刊论文]杨博文,凡明,成海宝 等-《重型机械》2025年6期

摘要:研究基于晶体塑性理论,通过数值模拟技术对皮尔格轧制成形过程中的塑性变形、应力应变分布及织构演变过程进行系统分析,以获取难熔金属无缝管材轧制过程的变形规律,为工艺优化提供理论支撑.研究表明,难熔金属无缝管材轧制变形区的应力集中,直观反映了轧制初期力学行为的剧烈变化;随着轧制道次增加,力学均匀性逐步提升,至精整定径阶段应力分布趋于稳定,充分体现了轧制变形与应力状态的紧密耦合关系.在织构演变方面,减径区的大塑性变形促使晶粒发生旋转,致使基面织构极密度发生偏移;减壁区晶粒进一步转动、重组,晶体取向逐步占据优势;定径区经精整后,织构状态趋于稳定.该研究不仅为难熔金属无缝管材轧制工艺参数优化、模具结构设计提供量化参考,同时也为高端装备制造等领域关键管材的性能提升,提供了重要的依据与实践指导.

晶体塑性有限元皮尔格轧制难熔金属无缝管材应力应变织构演变
用于加氢反应器筒体制造的四爪吊钳应力状态研究
[期刊论文]杨明,周孟,王朝华 等-《重型机械》2025年5期

摘要:四爪吊钳是一种具有较强操作灵活性和环境适应性的吊装工具,在用于大型加氢反应器筒体热加工制造过程中具有良好的使用效果,为掌握四爪吊钳吊装过程中钳臂的受力状态与强度信息,基于理论建模和仿真分析开展其应力状态研究.依据四爪吊钳工作原理,建立静力平衡方程,推导出钳臂不同断面的应力理论方程,实现钳臂应力状态的解析计算;在此基础上,建立钳臂有限元模型,通过仿真分析获取其不同断面的应力信息.结果表明,解析计算和仿真分析得到的钳臂上下表面应力值平均相差2.51%和2.86%,具有较高的一致性,表明建立的应力理论方程能够准确的反映钳臂表面应力状态,为四爪吊钳设计与强度校核提供理论依据.

四爪吊钳受力分析应力状态有限元分析
倾斜剪刃滚筒式飞剪的几何特性分析
[期刊论文]张亚辉,卜王辉,徐钧-《重型机械》2025年5期

摘要:倾斜剪刃滚筒式飞剪是带钢生产线上的关键设备,其性能直接影响生产效率和剪切质量.通过对倾斜剪刃滚筒式飞剪的几何特性分析,得出剪刃间隙在滚筒不同截面上的变化规律,且中间截面的剪刃间隙大于两侧,这一差异随剪刃倾斜角度和重合度的增加而增大.通过建立剪刃展开线的数学模型,得出其剪切轨迹为一条三角函数曲线,并利用积分方法计算了啮合长度,分析了剪刃倾斜角和重合度对啮合长度的影响.研究结果表明,增大剪刃倾斜角虽可减少啮合长度、降低剪切力,但会导致剪刃间隙分布不均,易引发咬刀现象;而减小剪刃重合度则有助于改善间隙均匀性.本文为倾斜剪刃滚筒式飞剪的设计与改造提供了理论依据,对解决实际生产中的剪刃磨损和剪切质量问题具有重要指导意义.

倾斜剪刃滚筒式飞剪剪刃间隙剪刃重合度啮合长度
轧制温度对Ti/Cu/Ti复合板微观组织及力学性能的影响
[期刊论文]宋宇凯,张超,孙冬 等-《重型机械》2025年5期

摘要:钛/铜复合板不仅保留了铜的高导热和导电性能,同时具有钛的高强度与耐腐蚀性,广泛适用于能源、航空航天、海洋工程等领域.其中,Ti/Cu/Ti三层复合板通过双面钛层对铜层进行保护,可应对双面抗腐蚀的工况,如燃料电池双极板、化工设备中的抗腐蚀部件等.本课题采用热轧法制备了Ti/Cu/Ti复合板,探究轧制温度对其界面结构、微观组织以及力学性能的影响,揭示了不同轧制温度下Ti/Cu/Ti复合板性能和结构的变化规律,并阐明界面结合机制,为高效制备高性能Ti/Cu/Ti复合板提供工艺依据.

Ti/Cu/Ti复合板热轧界面结构微观组织力学性能
不锈钢复合板拉伸过程几何位错应力对晶界角的影响
[期刊论文]吕海波,李海斌,杨建慧 等-《重型机械》2025年5期

摘要:通过不同轧制工艺复合板的拉伸实验,构建了Q235 碳钢基板/304 不锈钢覆板几何位错应力与晶粒晶界取向差的理论模型,计算了几何位错应力与不同晶界角之间的关系.实验测试结果表明,压下率为30%的拉伸试样,碳钢小角度晶界(LAGB)为33%,大角度晶界(HAGB)为17.8%.压下率为30%/20%时,拉伸后碳钢LAGB增至72%,HAGB降为6.1%;压下率增加为35%/20%的试样,碳钢LAGB继续增至 83%,HAGB减少至 5.3%.相同拉伸试样的覆板不锈钢LAGB为:27%、75%、80%;HAGB占比分别为41.4%、15.2%和10.9%.随着轧制道次和压下率增加,复合板中的一部分大角度晶界转化为小角度晶界.

碳钢/不锈钢复合板晶界取向差拉伸变形几何位错应力