轧制原理(谭学友)
序：各位同仁大家好！对于铝箔轧机轧制双零铝箔对设备的高精要求，我所理解的高精度加工过程都是围绕一个核心目标在进行：解决纵向厚差和横向厚差，就是我们常说的AGC和AFC控制系统。某种意义上讲两者是有一定顺序的，解决纵向厚差是基础，解决横向厚差是精调。下面就一起探讨AGC和AFC的控制原理。
第一章、AGC在铝箔生产的应用
主讲人：谭学友
AGC是Automatic Gauge Control的英文字头，意为自动厚度控制，现代化的冷轧和铝箔轧机都配备有该装置，其功能就是测量出口铝箔的厚度，并把测量的厚度偏差或误差信号传递给主计算机，主计算机根据操作手输入的数据信息，给执行机构发出指令，纠正厚度偏差或误差，使出口厚度维持在公差范围之内。弄清其工作原理和使用方法对于了解和掌握铝箔轧机是至关重要的。
1、来料及轧制过程中厚度波动的原因
（1）、热轧及铸轧后的厚度均匀性。
（2）、工作辊和支撑辊的偏心度。
（3）、张力的变化。
（4）、机械干扰，如轧机震动、压上缸提供压力的稳定性及牌坊的刚度等。这些因素都能使轧制出现厚度波动，问题在于把波动控制在理想的范围之内。
2、最小可轧厚度
随着厚度的轧薄，轧制力对铝箔的减薄已不再起重要重要作用。因铝箔咬入后，铝箔两边的辊面处于部分或全部压靠状态，轧辊发生严重的弹性压扁，也就是无辊缝轧制。如图：
直径为230~280mm的工作辊，其最小可轧厚度为0.01~0.015mm左右，因此，一般铝箔轧机，当出口厚度为＞0.01~0.015mm时，减薄及控制主要是靠轧制力，当出口厚度为＜0.01~0.015mm时，轧制力不是控制厚度的主要因素。
3、厚度测量
铝箔轧制过程中厚度测量，可分为指示测量和控制测量两大类。
指示测量：在低速轧机上采用，即采取断续人工抽检，检测出的厚度信号不参与厚度的自动控制和调节。
控制测量：现代高速铝箔轧机采用这种形式，非接触式测厚仪检测的厚度偏差信号连续不断地被送到厚度自动控制系统，同时所测得的厚度偏差值或绝对值能在
表盘上或以数值的方式显示出来，还可以配以笔录仪，记录整卷铝箔的厚度变化情况。
常见的测厚仪有涡流、X射线、同位素β等射线三种。
4、X射线测厚：
是利用射线与物质相互作用时的吸收效应，来进行厚度测量的，其优点是精度高，响应快。
X射线测厚是由两部分组成的，一部是发射
装置，另一部分为接收装置，一般发射装置位于
铝箔的下面，接收装置位于上面，接收装置有一
个腔，里面充满混合气体，当X射线通过铝箔，
一部分被铝箔吸收，另一部分则透过铝箔射入接X射线穿过铝箔时，透过铝箔的射线强度与射线能量、射源强度、材料成份、
厚度等有关，当其它条件确定时，铝箔越厚，吸收越甚，因此，接收装置所接受的射线强度可作为铝箔厚度的度量。
生产操作过程中，容易引起测厚
精度的几个问题应引起重视：
（1）、铝箔表面含油量。
（2）、轧制线位置变动。
（3）、辊系倾斜。
（4）、化学成份影响最明显。
（5）、测厚仪周围气氛温度变化。
生产过程中，测厚仪要进行长程校准或短程校准。在X射线发射装置内部有一系列的标准试样，厚度从0.01~0.3mm，每个试样都标注有合金和厚度，当进行长程校准时，按顺序地每个试样转到X射线窗口，完成测量的全过程，从而绘制出标样曲线。短程校准就是对相临的薄、厚试样及设定的出口厚度的试样进行测量，使短程曲线符合标样曲线。
5、1铝箔轧制对来料的要求
铝箔轧制必须对来料提出必要的限制条件，铝箔轧制属于无辊缝轧制，通常采用恒压轧制，恒压轧制可以获得最佳平直度的铝箔，但纵向厚差不易消除，因此希望被轧制的铝箔坯料应该具有尽可能小的纵向厚差。
无辊缝轧制纵向厚度的主要调节手段是改变轧制时的后张力和轧制速度，且张力和速度的调节变化范围均有一定的限制，因此从消除铝箔纵向厚差的调节能
厚度铝箔轧制中的厚度测量与自
动系统的响应滞后是不可避免
的，我们采用的都是后馈的形式。
为此必须对铝箔坯料纵向厚差的
波浪长度L提出要求：
L≥ml。
m-----系数。根据轧制速度及电控调节时间而定。一般取m =15
l。----测厚仪所在位置至轧制中心线的距离，单位为毫米。
这样，可以保证铝箔纵向厚差得到及时，平滑的调节，相应地降低了厚差调节参量的频率，使轧机的运转状态平稳，这对高速轧制是十分重要的。
5、2纵向厚度控制方法
铝箔的粗轧道次，在轧制过程中，轧辊不发生压靠接触而存在辊缝，因此改变轧制力的大小可以改变被轧铝箔的厚度。
当轧制出口厚度小于0。05毫米时，轧辊边部已经压靠，改变轧制力，厚度变化很小，在此状态下轧制铝箔均采用压力控制模式，整个轧制过程中，轧制力均保持恒定。铝箔纵向厚度靠调节后张力和轧制速度来加以控制。由此可见，铝箔轧制时，通过改变轧制力，轧制速度，后张力大小，可以控制被轧铝箔的厚度。
轧制不同厚度的铝箔时，操作手根据控制厚度的有效性，来确定轧机的控制模式。
影响程度
轧制速度
后张力
轧制力
5 0.5 0.05 0.005 出口厚度(1)压上调厚
对于的粗轧机，在其轧制过程中前几道次都属于有辊缝轧制，厚度控制是通过压上缸来实现的，其控制过程是：
在其它条件不变的情况下，测厚仪检测出偏差信号Δh，当Δh＞0时，也就是来料超厚，控制系统指令增加轧制力，反之亦然。由于测厚仪检测是连续的，控制系统指令也是连续的，因此，超厚的情形不断得到纠正。
在使用该模式时，入口张力对减薄起到一定的作用，但在来料出现超差，在一定条件下不参加调厚控制。
在使用该功能时，是由压上缸的位置传感器来实现的。
（2）张力调厚
铝箔轧制改变前张力和后张力对调厚的作用差别很大，等值的前后张力对改变箔材厚度的影响，前张力比后张力小得多，但前张力对箔材平直度却有很大的影响，为了保证精整工序的加工质量，优秀的操作手总是希望给定最小的前张力，因此实际的前张力是不作为调厚参量使用的，前张力的动态精度通常控制在±1~3%。
与其相反，后张力在箔材轧制中调厚作用非常明显而且重要，与速度调厚相比，张力调厚具有快速、灵敏的特点。值得指出的是，用改变后张力调节箔材厚度，其张力调节量受到稳定轧制过程流动条件的限制，过大的张力容易造成铝箔断头。其控制过程是：
在其它条件不变的情况下，测厚仪检测出偏差信号Δh，当Δh＞0时，也就
是来料超厚，控制系统指令增加入口张力，反之亦然。由于测厚仪检测是连续的，
控制系统指令也是连续的，因此，超厚的情形不断得到纠正。
张力反馈控制原理图
中轧道次，为了提高生产效率，一般都用接近轧机设计的最高速度轧制，目
前在该道次已经可以使用高达2500米/分钟速度轧制，此时只能用张力微调的办
法来精调厚差，设计时要注意张力调节精度，而且要设置高精度的张力测量辊。
张力调厚在铝箔轧制生产的所有道次中，实际上都可以参与厚差的调节，张
力的设计调节范围控制在道次给定张力的±30%，可以充裕地满足调厚的要求。
（3）速度调厚
在其它条件不变的情况下，提高轧制速度可以使铝箔的厚度减薄，反之亦然，
这种影响称之为速度效应。这是铝箔轧机与板材轧机在工艺上区别所在。
速度调厚的最大优点，与张力调厚相比较可以减少轧制过程的断头几率，便
于高速生产，但反应比较缓慢。其控制过程是：
在其它条件不变的情况下，测厚仪检测出偏差信号Δh ，当Δ
h ＞0时，也就
是来料超厚，控制系统指令增加轧制速度，反之亦然。由于测厚仪检测是连续的，
控制系统指令也是连续的，因此，超厚的情形不断得到纠正。
速度反馈控制原理图
（4）张力-速度调厚
其调整是有一定规则的，在铝箔轧制中，一般采用先调张力，后调速度。过程如下：在其它条件不变的情况下，测厚仪检测出偏差信号Δh，当Δh＞0时，也就是来料超厚，控制系统指令增加入口张力，其增加的幅度是入口张力的设定值到设定值*（1+25%），如果此时出口厚度还没有进入到公差范围之内，也就是说还是超厚，自动转为速度控制，增加轧制速度，直到出口厚度进入到公差范围之内，反之亦然。由于测厚仪检测是连续的，控制系统指令也是连续的，因此，超厚的情形不断得到纠正。
张力、张力-速度、速度调厚，轧制力不参加厚度调整，始终保持恒定不变，为轧制提供一个稳定的条件，此时是由压上缸的压力传感器来实现的。
第二章、AFC在铝箔生产的应用
AFC是Automatic Flatness Control的英文字头，意为板型自动控制，现代化的冷轧和铝箔轧机都配备有该装置，其功能就是测量出口铝箔的板型，并把测量的板型偏差或误差信号传递给主计算机，主计算机根据操作手输入目标板型的信号，结合传递给主计算机的板型偏差或误差信号，给执行机构发出指令，纠正板型偏差或误差，使出口板型维持在公差范围之内。弄清其工作原理和使用方法，对于了解和掌握现代化铝箔轧机是至关重要的。
1.板型与横向厚差
Hz
间的厚度，h b是轧制后边部的平价厚度。
铝箔的几何精度有纵向厚差、横向厚差，还有板型，纵向厚差一般定量要求目标厚度的±2.5~3%，横向厚差一般定量要求凸面率和楔型率＜1%，板型用什么来定量表示哪﹖现讨论横向厚差与板型的关系：
如图来料横向厚差为ΔHb=Hz-Hb，平均厚度H=（Hz + Hb）/2
轧后为Δh b=h z-h b ，平均厚度h=（h2+h b）/2
当来料的板型是良好的情况下，为了使轧后的板型是平直的，也即板型好，它们之间应满足以下关系：
ΔHb /H=Δh b/h
分析：ΔHb /H和Δh b/h均为横向厚差占平均厚度的百分比。如果来料板型良好，当ΔHb=0，而Δh b＞0，意味着来料没有凸面率，轧后有凸面率，边部轧松，板型变坏。当ΔHb＞0，而Δh b=0，意味着来料有凸面率，轧后没有凸面率，边部紧，中间松，板型变坏。
我们得出两个结论：
（1）、板型很好，横向厚差不一定很好，它决定于来料横向厚差ΔH b大小。另一方面是只要保证板型良好，横向厚差Δh b总比来料的ΔH b小，原因是H＞h，
轧制过程中横向厚差不易检测，而板型却易于观察和检测，因此只要对来料横向厚差提出一定的要求，按板型控制就可以缩小横向厚差，保证两方面都合乎要求。（2）、控制板型实际就是控制出口的横向厚差Δh b，使它满足平直条件。
2.板型的定量概念
2.1、板型定性的描述是指箔材横向各部位是否产生波浪或翘曲。定量的推
导如下：
部分(a)是有一定板型缺陷的铝箔失张的外部形态，可以看出不平展且局部有波浪。部分(b)是把相同的试样沿宽度方向切成纵向若干条，并展平在同一个平面上，可以看出各条长度长短不一。
从而得出两条重要结论：
（1）、长短不一的各条形成一个完整的整体，长的部位由于受短的影响形成沿纵向的细碎波浪，短的部位由于受长的影响形成沿纵向的绷得很紧，且有扭曲的现象。
（2）、为了得到好的板型，我们应尽量使横断面各部分轧后达到相同的长度。
上述的例子讲述的是在失张状态下的情况，如果在一定的张力情况下，整体伸长到某一长度。由于各部分的长短不一，因此，各部分延伸各不相同。即ε1—εn。
各条的纵向延伸εn=ΔLn/L，其中L是失张状态切成纵向若干条前的长度。
板型是研究板箔横断面各部位纵向延伸变化大小的。变化幅度大板型比较差，变化幅度小板型比较好。
2.2、“I ”的定义
(1)板型能定量化，从而对缺陷研究也定量化。为了方便研究，我们对各部位的纵向延伸εn=ΔL n/L进行放大，得出：
（ΔL n/L）×100000
我们把（ΔL n/L）×100000定义为“I”单位。即：
“I”单位=（ΔL n/L）×100000
分析：（1）、各部位纵向延伸可以通过“I”单位进行计算，也就是板型可以用“I”单位多少来表示。例如：某一条的（ΔL n/L）×100000=-5 I，说明该条铝箔松5 I，如果（ΔL n/L）×100000=5 I说明该条铝箔紧5 I。
、整个宽度上的板型“I”单位=︱+Max“I”︱+︱-Max“I”︱
（2）板型是研究板箔横断面各部位纵向延伸变化的，用“I”单位表示，整个板面的板型“I”单位是最松和最紧处纵向延伸的绝对值之和。绝对值之和越小，板型越好。
3、板型的测量
部分(a)显示应变的不同，部分（b）显示在张力作用下的应力分布情况。中间部位的试样条短，承受的应力和应变都比较大，边部的试样条长，承受的应力和应变都比较小。
因为，应力=张力/面积，而面积=带材宽度×厚度
同时应力=应变×杨氏模量
也就是应变εi=ΔLi/L=σi/E
为方便起见，我们计算各条的应变减去平均应变，从而我们可以计算任何部分的应变εi=（σi-σave）/ E，其中σave=（ε1+ε2+ε3+---+εn）/n，任何一条的I单位=[（σi-σave）/ E] ×100000
4.板型的测量原理
铝箔经过板型辊时前
张力T作用在铝箔上，张力
值是已知的，此时板型辊受
力如图：铝箔在板型辊上形
成一个包角θ，并且带材承
受的张力为T，这时转子承
受的压力为：
θ/2)
σ= W/[2* t* y* Sin(θ/2) ]
板型控制主计算机系统利用计算的各区域的σ和特定合金的杨氏模量E，计算出带材的板型，公式如下：
Shapei=[（σi-σave）/ E] ×100000 I单位
在每个转子对应的芯轴位置，有两个压力传感元件，一个在芯轴的上部，另一个在芯轴的下部，与压力传感元件相连的是压力管，压力传感器把上下两部分的压力差信号转变为电信号，上下两部分的压力差是与转子承受的载荷有关系的。板型辊的清零
清零的目的是使板型辊处于“零位”状态，因为每个转子都有其自身重量，清零就是为了消除重量的影响，通过与压力传感元件相连的是压力管中的压缩空气，使转子和芯轴上下之间达到一样的间隙。从我们清零过程中，显示出各个转子清零的信号。
5、板型控制各要素
板型控制就是研究板型的偏差，计算机系统接到偏差之后，要进行调整控制。调整控制有三项内容：弯辊、倾辊、轧制油喷射。
5、1弯辊
正弯缸位于牌坊上，它的力使
工作辊之间发生分离，即形成
负弯缸在支撑辊轴承箱上，它的力
5使工作之间发生捏合
负弯缸
正弯缸
弯辊对板型的影响：
张力
冷轧、粗轧道次使用弯辊非常有效，中、精道次最好不要使用弯辊，尤其是精轧
不仅对板型起不到多大作用，还会损坏轧辊。
5、2倾辊
倾辊由压上缸来完成的，主要是两边压上缸的压上力不一样。它有 或 它是由高压系统来完成的。
倾辊对板型的影响：
各道次使用倾辊都是非常有效的，尤其是冷轧、粗轧道次，但不能过大，过大一
方面说明来料的楔型率比较大，再有，轧辊两端的直径偏差比较大。
张力
转子区 DS 转子区 OS
5、3、轧制油喷射
轧制油可以用来控制辊面温度，也就是参加板型控制。
轧制油可以使喷射区域的热量带走。它效果的好坏取决于轧制油的流速、压力，
喷咀的结构如图：
轧制油喷射对板型的影响：
板型显示越松，说明该处轧辊直径膨胀得比较大，需要轧制油进行喷射冷却，膨胀得越大，轧制油喷射的量也应越大。
7、自动板型控制的过程
倾辊
操作手在工作之前要输入目标板型的数据，板型控制系统通过板型，同时把板型的偏差信号传递给主计算机，主计算机进行处理，对执行结构发出指令：（1）、先纠正不对称板型，由倾辊完成。
（2）、纠正对称板型，由弯辊完成。
（3）、轧制油喷射。
直到板型进入到理想的靠近目标板型的范围之内。
自动板型控制下可以进行手动控制。
地基基础工程事故分析与处理
地基基础工程事故分析与处理 【摘要】在我国建设工程房屋建筑工程中，随着我国经济建设的发展，全国各地都在兴建各类工厂企业、商业大厦、宾馆饭店、多层与高层住宅等建筑工程。然而在建筑的同时许多建筑在后期却出现质量的问题，基础工程是房屋的的根本，一旦基础出现问题将会导致墙体出现不均匀沉降严重视时楼体将会发生倒塌。本文分析了地基基础工程事故发生的一些因素及原因，提出了相应的防止办法，同时列举了实例加以说明。 【关键词】地基基础；工程事故；地基变形；处理方法 随着我国经济建设的发展，各种现代化的建筑如雨后春笋般出现，确保和提高建筑工程质量就显得尤为重要。而在建筑物使用过程中，由于基础问题最常见的是基础的不均匀沉降从而导致建筑物倾斜、墙体和楼盖的开裂、影响使用和建筑物的耐久性、有碍观看并使人有不安全的则屡见不鲜。在建筑结构的设计和施工过程中，基础工程是房屋建筑工程的关键，一切工程事故的发生可以说是基础工程在勘察的过程中，往往因为勘察不到位勘察未进行到持力层部位，从而设计图纸导致基础无法支撑主体结构造成工程事故。 国内外建筑工程事故调查表明多数工程事故源于地基问题，如若建筑场地地基不能满足建筑物对地基的要求，造成地基基础工程事故，地基基础工程事故发生可能是因勘测、设计、构造、制造、安装与使用等因素相互作用引起的。而这些因素中。某些因素引起突发事故。另一些因素可能导致消耗性逐渐发生的事故，从安全上讲，突发事故是危险的。所以，研究并探讨地基基础工程事故发生的原因，更具有普遍性、地方性和经验性，对每一个事故分析后得到的经验，并采取有效的防治措施，是我们值得重视的问题。 1、建筑物对地基的要求 1﹒1地基承载力或稳定性问题 地基承载力或稳定性问题是指地基在建（构）筑物荷载（包括静、动荷载的各种组合）作用下能否保持稳定。若地基承载力不能满足要求，在建（构）筑物荷载作用下，地基将会产生局部或整体剪切破坏，影响建（构）筑物的安全与正常使用，甚至造成建（构）筑物的破坏。天然地基承载力的高低主要与土的抗剪强度有关，也与基础形式、大小和埋深有关。边坡稳定也属于这类问题。 1﹒2沉降、水平位移及不均匀沉降问题 在建（构）筑物的荷载（包括静、动荷载的各种组合）作用下，地基将产生沉降、水平位移以及不均匀沉降。若地基变形（沉降、水平位移、不均匀沉降）超过允许值，将会影响建（构）筑物的安全与正常使用，严重的将造成建（构）
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冷轧钢管变形原理 关于冷轧管轧管过程、变形和应力状态、瞬时变形区、滑移和轴向力、轧制力等的基本理论。 二辊式冷轧管机的轧管过程二辊式冷轧管机工作时，其工作机架借助于曲柄连杆机构作往复移动。管子的轧制(图1)是在一根拧在芯棒杆7上的固定不动的锥形芯棒和两个轧槽块5之间进行的。在轧槽块的圆周开有半径由大到小变化的孔型。孔型开始处的半径相当于管料1的半径，而其末端的半径等于轧成管2的半径。 图1二辊式冷轧管机 1-管料；2-轧成管；3-工作机架；4-曲柄连杆机构；5-轧槽块 6-轧辊；7-芯棒杆；8-芯棒杆卡盘；9-管料卡盘；10-中间卡盘；11-前卡盘 在送进和回转时，孔型和管体是不接触的，为此，轧槽块5上在孔型工作部分的前面和后面，分别加工有一定长度的送进开口(半径比管料半径大)和回转开口(半径比轧成管的半径大)。在轧制过程中，管料和芯棒被卡盘8、9夹住，因此，无论在正行程轧制或返行程轧制时，管料都不能作轴向移动。 工作机架由后极限位置移动到前极限位置为正行程；工作机架由前极限位置移动到后极限位置为返行程。 轧制过程中，当工作机架移到后极限位置时，把管料送进一小段，称送进量。工作机架向前移动后，刚送进的管料以及原来处在工作机架两极限位置之间尚未加工完毕的管体，在由孔型和芯棒所构成的尺寸逐渐减小的环形间隙中进行减径和管壁压下。当工作机架移动到前极限位置时，管料与芯棒一起回转60。～90。。工作机架反向移动后，正行程中轧过的管体受孔型的继续轧制而获得均整并轧成一部分管材。轧成部分的管材在下一次管料送进时离开轧机。
图2多辊式冷轧管机 1-柱形芯棒；2-轧辊；3-轧辊架；4-支承板；5-厚壁套筒；6-大连杆；7- 摇杆；8-管子 多辊式冷轧管机的轧管过程多辊式冷轧管机轧制管材时见(图2)，管子在圆柱形芯棒1和刻有等半径轧槽的3～4个轧辊2之间进行变形。轧辊装在轧辊架3中，其辊颈压靠在具有一定形状的支承板(滑道)4上，支承板装在厚壁套筒5中，而厚壁套筒本身就是轧机的机架，它安装在小车上。工作时，曲柄连杆和摇杆系统分别带动小车和装在工作机架内的轧辊架作往复移动。由于小车和轧辊架是通过大连杆6和小连杆分别与摇杆7相联结的，所以当摇杆摆动时，轧辊与支承板便产生相对运动。当辊径在具有一定形状的支承板表面上作往复滚动时，轧辊和圆柱形芯棒组成的环形孔型就由大变小，再由小变大地作周期性改变。当小车走到后板极限位置时，送进一定长度的管料并将管体回转一个角度。为了降低返行程轧制时的轴向力以防止两根相邻管料在端部相互切入，一般管料的送进和管体的回转，是当小车在后极限位置时同时进行的。当小车离开后极限位置向前移动时，孔型逐渐变小，进行轧制，在返行程轧制时获得均整。 冷轧管时金属的变形和应力状态以二辊式冷轧管机轧管为例，在轧管过程中金属的变形过程如图3所示。送料时工作锥向轧制方向移动一段距离m(送进量)，相当于管料的Ⅰ-Ⅰ截面移动相同的距离到了Ⅰ1-Ⅰ1，位置，Ⅱ一Ⅱ的截面移动同一个距离m到了Ⅱ1一Ⅱ1位置(图3a)。由于在管料送进的时候，工作锥的内表面脱离了芯棒的表面，两者之间形成了一个间隙c，所以，当工作机架前移，工作锥变形时，在变形区中先是减径，然后是压下管壁(图3b)，而且在变形和延伸的过程中，工作锥内表面与位于轧槽块前的芯棒之间的间隙不断增大。同时，工作锥的末端截面移动到Ⅱx一Ⅱx位置。
轧制变形基本原理
1 第四章 轧制变形基本原理 金属塑性加工是利用金属能够产生永久变形的能力，使其在外力作用下进行塑性成型的一种金属加工技术，也常叫金属压力加工。基本加工变形方式可以分为：锻造、轧制、挤压、分为：热加工、冷加工、温加工。 金属塑性加工的优点 (1)因无废屑，可以节约大量的金属，成材率较高； (2)可改善金属的内部组织和与之相关联的性能； (3)生产率高，适于大量生产。 第一节 轧钢的分类 轧钢是利用金属的塑性使金属在两个旋转的轧辊之间受到压缩产生塑性变形，从而得到具有一定形状、尺寸和性能的钢材的加工过程。被轧制的金属叫轧件；使轧件实现塑性变形的机械设备叫轧钢机；轧制后的成品叫钢材。 一、根据轧件纵轴线与轧辊轴线的相对位置分类 轧制可分为横轧、纵轧和斜轧。如图１、２、３。 横轧：轧辊转动方向相同，轧件的纵向轴线与轧辊 的纵向轴线平行或成一定锥角，轧制时轧件随着轧辊作 相应的转动。它主要用来轧制生产回转体轧件，如变断 面轴坯、齿轮坯等。 纵轧：轧辊的转动方向相反，轧件的纵向轴线与轧 辊的水平轴线在水平面上的投影相互垂直，轧制后的轧 件不仅断面减小、形状改变，长度亦有较大的增长。它 是轧钢生产中应用最广泛的一种轧制方法，如各种型材和板材的轧制。 斜轧：轧辊转动方向相同，其轴线与轧件纵向轴线在水平面上的投影相互平行，但在垂直面上的投影各与轧件纵轴成一交角，因而轧制时轧件既旋转，又前进，作螺旋运动。它主要用来生产管材和回转体型材。 图1 横轧简图 1—轧辊；2—轧件；3—支撑辊
二、根据轧制温度不同又可分为热轧和冷轧。 所有的固态金属和合金都是晶体。温度和加工变形程度对金属的晶体组织结构及性能都有不可忽视的影响。 金属在常温下的加工变形过程中，其内部晶体发生变形和压碎，而引起金属的强度、硬度和脆性升高，塑性和韧性下降的现象，叫做金属的加工硬化。把一根金属丝固定于某一点在手中来回弯曲多次后，钢丝就会变硬、变脆进而断裂，这就是加工硬化现象的一个例子。 经加工变形后的金属，随着温度的升高，其晶体组织又重新改组为新晶粒的现象，称为金属的再结晶。再结晶无晶体类型的变化。金属进行再结晶的最低温度称为金属的再结晶温度。金属的再结晶可以消除在加工变形过程中产生的加工硬化，恢复其加工变形前的塑性和韧性。金属的再结晶温度的高低，主要受金属材质和变形程度的影响。 将金属加热到再结晶温度以上进行轧制叫热轧。热轧的优点是可以消除加工硬化，能使金属的硬度、强度、脆性降低，塑性、韧性增加，而易于加工。这是因为金属在再结晶温度以上产生塑性变形（即产生加工硬化）的同时，产生了非常完善的再结晶。但在高温下钢件表面易生成氧化铁皮，使产品表面粗糙度增大，尺寸不够精确。 金属在再结晶温度以下进行的轧制叫冷轧。冷轧的优点与热轧相反。 第三节 金属塑性变形的力学条件 一、 内力与外力 材料（入轧件）由于外力（如轧辊的轧制力）的作用，其内部产生的抵抗外力的抗力，叫内力。材料单位面积上的内力叫应力。当应力分布均匀时，或者应力虽不均匀分布，但为例计算简便时： σ=Ｐ／F 式中：σ——平均应力，Mpa ； F ——材料的截面积， 图2 纵轧示意图 图3 斜轧简图 1—轧辊；2—坯料；3—毛管；4—顶头；5—顶杆
金属塑性变形理论习题集
《金属塑性变形理论》习题集张国滨张贵杰编 河北理工大学 金属材料与加工工程系 2005年10月
前言 前言 《金属塑性变形理论》是关于金属塑性加工学科的基础理论课，也是“金属材料工程”专业大学本科生的主干课程，同时也是报考金属塑性加工专业方向硕士研究生的必考科目。 《金属塑性变形理论》总学时为100，内容上分为两部分，即“塑性加工力学”（60学时）和“塑性加工金属学”（40学时）。为增强学生的社会适应能力和拓宽就业渠道，在加强基础、淡化专业的今天，本课程的学时数不但没有减少还略有增加（原88学时），更加突出了本课程对学科的发展以及在学生素质的培养中所占有的重要地位。 为使学生能够学好本课，以奠定扎实的理论基础，提高分析问题和解决问题的能力，编者集20余年的教学经验特编制本习题集，一方面作为学生在学习本课程时的辅导材料，供课下消化课堂内容时使用，另一方面也可供任课教师在授课时参考，此外对报考研究生的学生还具有指导复习的作用。 本“习题集”在编写时，充分考虑了学科内容的系统性、学生学习的连贯性以及与教材顺序的一致性。该“习题集”中具有前后关联的一个个题目，带有由浅入深的启发性，能够引导学生将所学的知识不断深化。教师也可根据教学进程从中选题，作为课外作业指导学生进行练习。所有这些都会有助于学生理解和消化课堂上所学习的内容，从而提高课下的学习效率。 编者 2005年10月
第一部分：塑性加工力学 第一章 应力状态分析 1． 金属塑性加工中的外力有哪几种？其意义如何？ 2． 为什么应力分量的表达需用双下标？每个下标都表示何物理意义？ 3． 已知应力状态如图1-1所示，写出应力分量，并以张量形式表示。 4． 已知应力状态的六个分量7-=x σ，4-=xy τ，0=y σ，4=yz τ， 8-=zx τ，15-=z σ(MPa)，画出应力状态图，写出应力张量。 5． 作出单向拉伸、单向压缩、三向等值压缩、平面应力、平面应变、 纯剪切应力状态的应力Mehr 圆。 6． 已知应力状态如图1-2所示，当斜面法线方向与三个坐标轴夹角余弦 31===n m l 时，求该斜面上的全应力S 、全应力在坐标轴上的分量x S 、y S 、z S 及斜面上的法线应力n σ和切应力n τ。 图 1-1
轧制变形与工艺基础分析
第一节轧制变形基本原理 1、金属的塑性变形与弹性变形 1.1 影响金属热塑性变形的主要因素 影响金属热塑性变形的因素，有金属本身内部因素和加热等外部条件。 1)钢中存在碳及其他合金元素，使钢的高温组织，除有奥氏体外，还有其他过剩相。这些过剩相降低钢的塑性。钢中的杂质也是影响金属热塑性变形的内在因素，钢中的硫能使钢产生热脆。 2）影响热轧时塑性变形的外部条件有加热介质和加热工艺，对碳钢而言，当变形条件相同时，变形金属的化学成分及组织结构不同，温度对塑性的影响也不同，如图1-2-1。图中I、II、III、IV表示塑性降低区域（凹谷）；1、2、3表示塑性增高区域（凸峰）。I区中钢的塑性很低；II区（200-400℃）——“蓝脆”区中，钢的强度高而塑性低；III区（850-950℃）——相变温度区又称“热脆”区，钢通常一个相塑性好，另一个相塑性较差；IV区接近于钢的熔化温度，钢在该区加热时易发生过热或过烧，这时钢塑性最低。所以，碳素钢热加工时的最有利的温度范围是 1000-1250℃。对合金钢而言，加 热介质尤为重要。镍含量达2-3% 以上的合金钢，在含硫气氛中加热 时，硫会扩散到金属中，并在晶界 上形成低熔点的Ni3S2化合物，因 而降低了金属的塑性。含铜超过 0.6%的钢，有时甚至是含铜 0.2-0.3%的钢，如在强氧化气氛中 图1-2-1 碳素钢塑性曲线 较长时间的高温加热时，由于选择 性氧化的结果，在钢的表面氧化铁皮下会富集一薄层熔点低于1100℃的富铜合金，这层合金在1100℃时熔化并侵蚀钢的表面层，使钢在热轧加工时开裂。 3）热轧温度选择不合适，也会给金属带来不良的影响。当终轧温度过高时，往往会造成金属的晶粒粗大；若终轧温度过低时，又会造成晶粒沿加工方向伸长的组织，并有一定的加工硬化。在这两种情况下，金属的性能都会变坏。所以，合理控制金属的热轧温度范围，对获得所需要的金属组织和性能，具有重要意义。 1.2 金属的弹性变形 金属晶格在受力时发生歪扭或拉长，当外力未超过原子之间的结合力时，去掉外力之后晶格便会由变形的状态恢复到原始状态，也就是说未超过金属本身弹性极限的变形叫金属的弹性变形。多晶体发生弹性变形时，各个晶粒的受力状态是不均匀的。 2、轧制过程
隧道坍塌事故常见原因
新奥法支护结构设计原则对隧道塌方原因进行了分析，认为未能充分利用新奥法原理指导施工，或所采取的施工方法不当，以及施工过程的不规范行为是造成隧道塌方的主要原因.并以大山塘隧道的塌方处理方案为例，运用平衡拱理论，指导和制定塌方处理方案，对同类围岩隧道施工具有一定的借鉴意义新奥法在隧道工程中的成功应用，当前已被我国作为隧道结构设计和施工的重要方法.虽然锚喷支护的应用为隧道大面积开挖施工创造了有利条件，隧道施工进度也大大加快了，然而已施工锚喷支护的隧道发生塌方的事故仍经常发生，其原因主要是存在不良的地质及水文地质条件，设计考虑不周，采取的施工方法和措施不当所造成： 1 隧道塌方的原因分析 1.1 对新奥法理论认识不足 现阶段隧道的开挖都以新奥法理论为指导，但在实际施工中，常存在未能按规定进行量测，或信息反馈不及时，导致决策失误，措施不力而造成塌方的现象. 所谓新奥法1，其基本要点是: (1)开挖作业宜采用对围岩扰动较少的控制爆破技术和较少的开挖步骤，避免过度破坏岩体的稳定; (2)隧道的开挖应尽量利用围岩的自承能力，充分发挥围岩自身的支护作用; (3)根据围岩特征，采用不同的支护类型和参数，及时施作密贴于围岩的柔性支护如钢拱架，喷射混凝土和锚杆等，以控制围岩的变形和松弛; (4)在软弱破碎围岩地段，使断面及早闭合，以有效地发挥支护体系的作用，保证隧道的稳定性; (5)二次衬砌原则上是在围岩和初期支护变形基本稳定的条件下修筑，使围岩和支护结构形成一个整体，从而提高了支护体系的安全度; (6)尽量使隧道断面周边轮廓圆顺，避免棱角突变处应力集中; (7)通过施工中对围岩和支护结构的动态观测，合理安排施工程序，修正不合理的设计和进行日常施工管理[1]. 分析隧道塌方也即分析已支护围岩受破坏的原因，就必须理解新奥法支护结构设计原理，新奥法支护结构设计原则为: (1)隧道围岩形成塑性滑移楔体，造成支护结构的剪力破坏; (2)支护结构与围岩粘结紧密，两者共同工作，形成无弯矩结构; (3)由锚杆，钢支撑，喷砼等所提供的支护抗力，应与塑性滑移楔体的滑移力相平衡[2]. 从(2)可知，锚喷支护结构要成为无弯矩结构，其前提是支护结构与围岩二者共同工作，二者须粘结紧密，而实际施工中往往因为超挖严重而进行回填，这样支护结构就不能有效地与围岩粘结紧密或因为围岩表面光滑喷砼也无法有效与围岩粘结紧密，由于上述原因，锚喷支护结构违背设计原则，存在塌方隐患;从(3)可知围岩在施工锚喷支护后不断收敛而最终趋于稳定的前提是支护抗力大于或等于滑移力.如果设计支护抗力小于滑移力或由于施工方法不当造成支护抗力小于滑移力皆可导致塌方。 .2 采用施工方法和措施不当 施工中经常存在:施工方法与地质条件不相适应，地质条件发生变化，没有及时改变施工方法;施工支护不及时;地层暴露过久，引起围岩松动，风化;忽略了围岩的变形规律，围岩的变形同时具有连续变形和突然变形的特征.当开挖距离小于D(D为隧道开挖宽度)时，围岩两端由于受到二次衬砌砼和开挖掌子面支撑的约束作用，连续变形很小，主要是爆破后的受震动影响的突然变形，而且在这
轧制原理二
板、带材生产概述 1，推动板、带材轧制方法与轧机型式演变的主要矛盾是什么? 轧件变形和轧机变形是在轧制过程中同时存在的。我们的目的是要使轧件易于变形和轧机难于变形，亦即发展轧件的变形而控制和利用轧机的变形。由于板、带轧制的特点是轧制压力大，轧件变形难，而轧机变形及其影响又大，因而使这个问题就成为左右、带轧制技术发展的主要矛盾。 2，板带材是如何分类的？ （1）按产品尺寸规格：一般可以分为厚板（包括中板和特厚板）、薄板和极薄带材（箔材）三类。一般称厚度在4.0mm以上者为中、厚板（其中4~20mm者为中板，20~60mm为厚板，60mm以上者为特厚板），4.0~0.2mm者为薄板，而0.2mm以下者为极薄带钢或箔材。（2）按产品用途：造船板、锅炉板、桥梁板、压力容器板、汽车板、镀层板（镀锡、镀锌板等）、电工钢板、屋面板、深冲板、焊管坯、复合板及不锈、耐酸耐热等特殊用途钢板。3，板、带材生产工艺有何特点? （1）板、带材是用平辊轧出，故改变产品规格较简单容易，调整操作方便，易于实现全面计算机控制和进行自动化生产。 （2）带钢的形状简单，可成卷生产，且在国民经济中用量最大，故必须而且能够实现高速度的连轧生产。 （3）由于宽厚比和表面积都很大，故生产中轧制压力很大，可达数百万至数千万牛顿，因此轧机设备复杂强大，而且对产品厚、宽尺寸精度和板形以及表面质量的控制变得十分困难和复杂。 4，板带材技术要求主要包含那些内容？ “尺寸精确板型好，表面光洁性能高”（若分值较大，可分开详述）。 降低金属变形抗力的措施（提高刚度措施）：叠轧：通过叠轧使轧件总厚度增大，并采用无水冷却的热辊轧制，才能使轧制温度容易保持及克服轧机弹跳的障碍，保证轧制过程的进行。连续轧制：单层轧制薄而长的钢板时温降很快，不叠轧就必须快速操作和成卷轧制，争取有较高和较均匀的轧制温度。 炉卷轧机：优点：可用较少的设备投资和较灵活的工艺道次生产出批量不大而品种较多的产品，尤其适合生产塑性较差、加工温度范围较窄的合金钢板带。（保温作用、缩短轧程） 缺点：产品表面质量及尺寸精度较差，单位产量投资大。 行星轧制：利用分散变形原理实现金属的大压缩量变形。（大压缩变形无温降，然而升温50~100℃，从根本上解决了成卷轧制带钢时温度降落问题）优点：投资成本低。缺点：设备结构复杂、制造和维护困难，要求上下辊严格保持同步，轧件严格对中，轴承易磨损，事故较多，作业率不高。原料和产品单一，生产灵活性差，难以轧得太宽太薄。 从降低金属变形抗力、降低能源消耗及简化生产过程，出现连铸连轧及无锭轧制（连续铸轧） 6、降低应力状态系数影响系数：减小工作辊直径（主要）、采用优质轧制润滑液和采取张力轧制 7、二三四，偏八辊、多辊、不对称式多辊轧机、异步轧机辊的发展：①刚度②轧薄能力③水平方向刚度，及侧向力④轧机复杂程度⑤生产效率（围绕其解决的问题，针对问题、存在问题） 二辊：能以较少的道次轧制更薄更宽的钢板，加大轧辊直径，才能有足够的刚度和强度承受更大压力。轧辊直径增大有反而使轧制压力急剧增大，使轧机弹性变形增大，以致轧辊直径与板厚之比达到一定值后，轧件不能继续延伸。 三辊：减小轧制压力和提高轧辊强度及刚度的两方面要求，采用大支撑辊与小工作辊分工
建筑物沉降变形事故应急救援预案
建筑物沉降变形事故应急救援预案 （一）事故类型和危害程度分析 1、事故类型：地面沉陷导致建筑物沉降变形事故 本工程施工发生的坍塌事故，主要在盾构掘进过程中可能会发生坍塌事故。 2、事故原因分析： (1)、发生地面沉陷的主要原因是地下水流失，掌子面使稳。（水指地层水、地表水、各种市政水管漏水）。 (2)、因施工方法不当或其它原因造成的沉降变形。 (3)、技术人员和现场操作人员违章作业，未按工程设计和技术交底进行施工造成。 3、危害程度： 地面沉陷事故造成地表建筑物坍塌倾斜，影响城市交通和居民正常生活，社会影响极大。 （二）应急处置基本原则 坚持统一领导，统一指挥，紧急处置，快速反应，分级负责，协调一致的原则，做到局部利益服从整体利益，关爱
生命高于一切，确保施工过程中一旦出现重大事故，能够迅速、快捷、有效启动应急预案。 （三）应急指挥机构及职责 建筑物沉降变形事故应急救援领导小组由总预案中应急救援领导小组人员组成。 在总预案的基础上设置地面建筑物沉降事故应急组织机构，下设应技术支持组、急物资设备组、保卫组和突击队，各职责和总预案中的职责相同。 （四）应急处置 1、响应级别 同总预案一致分为三级 一级——预警，最低应急级别，地面沉陷轻微，地表建筑物基本不受影响，由现场工程师根据实际情况，提出处理方案，经工区总工程师批准，由施工作业班组实施。 二级——现场应急，地表发生小面积（工区界限内）沉陷，地表建筑物有可能在短期内发生倾斜。启动预案，由技术支持组提出处理方案，应急指挥部批准实施。如果不能或
不能立即控制事故，需要及时联系外部援助（如消防、医疗单位的援助）。 三级——全体应急，这是最严重的紧急情况，表明地表沉陷事故已扩散到工区外。地面建筑物已发生倾斜，应立即启动应急预案，全部人员根据具体分工进入抢险应急工作状态。 2、响应程序 在施工过程中，如根据监测数据反映建筑物沉降值过大，超过允许范围或者建筑物内部出现裂缝等异常情况，则测量监测组必须立即将监测数据和建筑物调查情况反映项目经理和总工。同时由总工程师进行原因分析，根据建筑物的结构形式确定危险等级，立即启动相应的应急方案，控制沉降，同时由应急测量监测组提高监测频率。 3、处置措施 ⑴建筑物变形超过警戒值但建筑物结构未发生异常情况 ①立即由总工分析原因，造成沉降原因是注浆不饱满还
塑性变形理论
第2章 金属塑性变形的物性方程 物性方程又称本构方程，是εσ-关系的数学表达形式。弹性变形阶段有广义Hooke 定律，而塑性变形则较为复杂。在单向受力状态下，可由实验测定εσ-曲线来确定塑性本构关系。但在复杂受力情况下实验测定困难，因此只能在一定的实验结果基础上，通过假设、推理，建立塑性本构方程。为了建立塑性本构方程，首先需弄清楚塑性变形的开始条件——屈服，以及进入塑性变形后的加载路径等问题。 §2.1 金属塑性变形过程和力学特点 2.1.1 变形过程与特点 以单向拉伸为例说明塑性变形过程与特 点，如图2-1所示。金属变形分为弹性、均匀 塑性变形、破裂三个阶段。塑性力学视s σ为 弹塑性变形的分界点。当s σσ<时，σ与ε存 在统一的关系，即εσE =。 当s σσ≥以后，变形视作塑性阶段。 εσ-是非线性关系。当应力达到b σ之后， 变形转为不均匀塑性变形，呈不稳定状态。b σ点的力学条件为0d =σ或d P =0。经短暂的不 稳定变形，试样以断裂告终。 若在均匀塑性变形阶段出现卸载现象，一 部分变形得以恢复，另一部分则成为永久变形。卸载阶段εσ-呈线性关系。这说明了塑性变形时，弹性变形依然存在。弹塑性共存与加载卸载过程不同的εσ-关系是塑性变形的两个基本特征。 由于加载、卸载规律不同，导致εσ-关系不唯一。只有知道变形历史，才能得到一一对应的εσ-关系，即塑性变形与变形历史或路径有关。这是第3个重要特征。 事实上，s σσ>以后的点都可以看成是重新加载时的屈服点。以g 点为例，若卸载则εσ-关系为弹性。卸载后再加载，只要g σσ<点，εσ-关系仍为弹性。一旦超过g 点，εσ-呈非线性关系，即g 点也是弹塑性变形的交界点，视作继续屈服点。一般有s g σσ>，这一现象为硬化或强化，是塑性变形的第4个显著特点。 在简单压缩下，忽略摩擦影响，得到的压缩s σ与拉伸s σ基本相同。但是若将拉伸屈服后的试样经卸载并反向加载至屈服，反向屈服一般低于初始屈服。同理，先压后拉也有类似现象。这种正向变形强化导致后继反向变形软化的现象称作Bauschinger 效应。这是金属微观组织变化所致。一般塑性理论分析不考虑Bauschinger 效应。 Bridgman 等人在不同的静水压力容器中做单向拉伸试验。结果表明： 静水压力只引起图2-1 应力应变曲线
金属塑性变形与轧制原理(教案).x
备课本 课程名称金属塑性变形与轧制原理课时数64 适用班级金属材料081、082授课教师孙斌 使用时间2011学年第1学期 冶金工程学院
绪论 0.1金属塑性成形及其特点 金属压力加工：即金属塑性加工，对具有塑性的金属施加外力作用使其产生塑性变形，而不破坏其完整性，改变金属的形状、尺寸和性能而获得所要求的产品的一种加工方法。 金属成型方法分类： （1）减少质量的成型方法:车、刨、铣、磨、钻等切削加工；冲裁与剪切、气割与电切；蚀刻加工等。 （2）增加质量的成型方法：铸造、焊接、烧结等。 （3）质量保持不变的成型方法(金属塑性变形)：利用金属的塑性，对金属施加一定的外力作用使金属产生塑性变形，改变其形状尺寸和性能而获得所要求的产品的一种加工方法。如轧制、锻造、冲压、拉拔、挤压等金属压力加工方法。 金属压力加工方法的优缺点： 优点：1）因无废屑,可节约大量金属； 2）改善金属内部组织及物理、机械性能； 3）产量高，能量消耗少，成本低，适于大量生产。 缺点：1）对要求形状复杂，尺寸精确，表面十分光洁的加工产品尚不及金属切削加工方法； 2）仅用于生产具有塑性的金属； 0.2 金属塑性成形方法的分类 0.2.1按温度特征分类 1.热加工在充分再结晶温度以上的温度范围内所完成的加工过程，T=0.75∽0.95T熔。 2.冷加工在不产生回复和再结晶温度以下进行的加工T=0.25T熔以下。 3.温加工介于冷热加工之间的温度进行的加工. 0.2.2按受力和变形方式分类 由压力的作用使金属产生变形的方式有锻造、轧制和挤压 1.锻造：用锻锤的往复冲击力或压力机的压力使金属进行塑性变形的过程。分类： 自由锻造：即无模锻造，指金属在锻造过程的流动不受工具限制（摩擦力除外）的一种加工方法。 模锻：锻造过程中的金属流动受模具内腔轮廓或模具内壁的严格控制的一种工艺方法。
地基基础事故分析与处理案例分析
地基基础质量事故分析与处理案例 案例1 1 工程概述 北京百盛大厦二期工程，基坑深15米，采用桩锚支护，钢筋混泥土灌注桩直径为800mm，桩顶标高—3.0m，桩顶设一道钢筋混泥土圈梁，圈梁上做3m高的挡土砖墙，并加钢筋混泥土结构柱。在圈梁下2m处设置一层锚杆，用钢腰梁将锚杆固定，其实锚杆长20m，角度15度到18度，锚筋为钢绞线。 该场地地质情况从上到下依次为：杂填土，粉质粘土，粘质粉土，粉细砂，中粗砂，石层等。地下水分为上层滞水和承压水两种。 基坑开挖完毕后，进行底版施工。一夜的大雨，基坑西南角30余根支护桩折断坍塌，圈梁拉断，锚杆失效拔出，砖护墙倒塌，大量土方涌入基坑。西侧基坑周围地面也出现大小不等的裂缝。 2 事故分析 锚杆设计的角度偏小，锚固段大部分位于粘性土层中，使得锚固力较小，后经验算，发现锚杆的安全储备不足。 持续的大雨使地基土的含水量剧增，粘性土体的内摩擦角和粘聚力大大降低，导致支护桩的主动土压力增加。同时沿地裂缝（甚至于空洞）渗入土体中的雨水，使锚杆锚固端的摩阻力大大降低，锚固力减小。 基坑西南角挡土墙后滞留着一个老方洞，大量的雨水从此窜入，对该处的支护桩产生较大的侧压力，并且冲刷锚杆，使锚杆失效。 3 事故处理 事故发生后，施工单位对西侧桩后出现裂缝的地段紧急用工字钢斜撑支护的圈梁，阻止其继续变形。西南角塌方地带，从上到下进行人工清理，一边清理边用土钉墙进行加固。 案例2 1 工程概况 某渔委商住楼为322层钢筋混凝土框筒结构大楼，一层地下室，总面积23150平方米。基坑最深出（电梯井）-6.35M
该大楼位于珠海市香洲区主干道凤凰路与乐园路交叉口，西北两面临街，南面与市粮食局5层办公楼相距3～4M，东面为渔民住宅，距离大海200M。 地质情况大致为：地表下第一层为填土，厚2M；第而层为海砂沉积层，厚7M；第三层为密实中粗砂，厚10M；第四层为黏土，厚6M；-25以下为起伏岩层。地下水与海水相通，水位为-2.0M，砂层渗透系数为K=～51.3m/d。 2 基坑设计与施工 基坑采用直径480MM的振动灌注桩支护，桩长9M，桩距800MM，当支护桩施工至粮食局办公楼附近时，大楼的伸缩缝扩大，外装修马赛克局部被振落，因此在粮食局办公楼前作5排直径为500MM的深层搅拌桩兼作基坑支护体与止水帷幕，其余区段在震动灌注桩外侧作3排深层搅拌桩*（桩长11～13M，相互搭接50～100MM），以形成止水帷幕。基坑的支护桩和止水桩施工完毕后，开始机械开挖，当局部挖至-4M时，基坑内涌水涌砂，坑外土体下陷，危及附近建筑物及城市干道的安全，无法继续施工，只好回填基坑，等待处理。 3 事故分析 止水桩施工质量差是造成基坑涌水涌砂的主要原因。基坑开挖后发现，深层搅拌止水桩垂直度偏差过大，一些桩根本没有相互搭接，桩间形成缝隙、甚至为空洞。坑内降水时，地下水在坑内外压差作用下，穿透层层桩间空隙进入基坑，造成基坑外围水土流失，地面塌陷，威胁临近的建筑物和道路。另外，深层搅拌桩相互搭接仅50MM，在桩长13M的范围内，很难保证相临的完全咬合。 从以上分析可见，由于深层搅拌桩相互搭接量过小，施工设备的垂直度掌握不好，致使相临体不能完全弥合成为一个完整的防水体，所以即使基坑周边作了多排（3～5排）搅拌，也没有解决好止水的问题，造成不必要的经济损失。 4 事故处理 采用压力注浆堵塞桩间较小的缝隙，用棉絮包海带堵塞桩间小洞。用砂白为堰堵砂，导管引水，局部用灌注混凝土的方法堵塞桩间大洞。 在搅拌桩和灌注桩桩顶做一到钢筋混凝土圈梁，增加支护结构整体性。 在基坑外围挖宽0.8M、深2.0M的渗水槽至海砂层，槽内填碎石，在基坑降水的同时，向渗水槽回灌，控制基坑外围地下水位。
塑性变形的力学原理
塑性变形的力学原理 element of mechanics of plasticity 从认定塑性变形体为均质连续体出发，依据宏观的实验结果，研究变形体内的应力、应变以及它们和变形温度、速度等条件之间的关系（见金属塑性变形）。 应力-应变曲线在材料试验中，常用圆棒受拉,短柱受压,薄壁管受扭转,以测定负载和变形的关系；然后分别算出单位面积上的负载（称为应力,常用ζ表示）和单位长度的变形（称为应变,常用ε表示）。材料的ζ和ε间的对应关系称为应力-应变曲线（ζ-ε曲线）。最常用的试验是试样受拉时，由原始长 度l0增加到l,常称比值为工程应变或应变,而称自然对数值l n (l/l )为对数应 变或真应变。若在外力P的作用下,受拉试样由原始截面积A 减小到每一瞬间的 值A，则称比值P/A 为习惯应力，P/A为真应力。常见的延性金属的应力-应变曲线，按有无明显的屈服点，分为两类（见金属力学性能的表征）。 对于小变形量,用工程应力-应变曲线即可；而对于大变形量,需用真应力-应变曲线。在一次受拉试验中,我们可以得到材料的特征性的ζ-ε曲线，此外,还可以得到材料的屈服应力(ζs)、断裂应力(ζb)、截面收缩率(ψ%)、延伸率即伸长率(δ％)和弹性模量(E)等特性指标。 常用ζs作为材料塑性变形时的抗力,ψ％和δ％为其承受塑性变形的能力（塑性指标）。但对塑性加工而言，由于变形量大、变形条件复杂，所以上述指标值不能直接应用，而只能表示某个可以单独测定的条件（如温度、变形速率等）对变形抗力和塑性指标的影响。因此我们常用ζ0来表示材料在简单应力状态条件下的变形抗力，用ζ表示在某个复杂条件下的变形抗力;在高变形速率的实验 中，由于ζ s 和ζ b 难于分别测定,所以有时也用ζb的变化来代表变形抗力的变 化。 塑性加工总是在复杂的应力状态条件下实现的。早在1911年卡门(T.von Karman)就用实验证明在高流体静压力下，通常认为是“脆性的”花岗岩可以有相当大的塑性变形。但是从一个简单的试验结果出发来定量地描述各种加工条件下的塑性指标，是很困难的；因而必须用接近于加工条件的方式进行实测，测得的数值称为塑性加工性指标（见金属塑性加工）。我们用塑性变形条件来计算应力状态条件对于变形抗力的影响。 复杂应力下的塑性变形有两个论题：如何用最简化的数学语言叙述复杂应力状态？在这样的背景下如何叙述进入塑性变形状态的条件？ 应力状态条件取均质连续体内一点（或不考虑力分布的单元体）作受力分析的对象，则可证明存在着一组唯一的三维直角坐标系，不论外部的作用力如何分布，在此系内沿坐标面在单元体上的切应力为零。此坐标系称为主坐标系，垂直于坐标面的正应力称为主应力，常用ζ1、ζ2、ζ3表示。这样,任何复杂的
第一章冲压变形的基本原理复习题答案
第一章冲压变形的基本原理复习题答案 一、填空题 1.塑性变形的物体体积保持不变，其表达式可写成ε1+ε2+ε3=0。 2.冷冲压生产常用的材料有黑色金属、有色金属、非金属材料。 3.物体在外力的作用下会产生变形，如果外力取消后，物体不能恢复到原来的形状和尺寸，这种变形称为塑性变形。 4.影响金属塑性的因素有金属的组织、变形温度、变形速度、变形的应力与应变状态、金属的尺寸因素。 5.在冲压工艺中，有时也采用加热冲压成形方法，加热的目的是提高塑性，降低变形抗力。 6.材料的冲压成形性能包括成形极限和成形质量两部分内容。 7.压应力的数目及数值愈大，拉应力数目及数值愈小，金属的塑性愈好。 8.在同号主应力图下引起的变形，所需的变形抗力之值较大，而在异号主应力图下引起的变形，所需的变形抗力之 值就比较小。 9.在材料的应力状态中，压应力的成分愈多，拉应力的成分愈少，愈有利于材料塑性的发挥。 10.一般常用的金属材料在冷塑性变形时，随变形程度的增加，所有强度指标均增加，硬度也增加，塑性指标降低， 这种现象称为加工硬化。 11.用间接试验方法得到的板料冲压性能指标有总伸长率、均匀伸长率、屈强比、硬化指数、板厚方向性系数γ和板 平面方向性系数△γ。 12.在筒形件拉深中如果材料的板平面方向性系数△γ越大，则凸耳的高度越大。 13.硬化指数n值大，硬化效应就大，这对于伸长类变形来说就是有利的。 14.当作用于坯料变形区的拉应力的绝对值最大时，在这个方向上的变形一定是伸长变形，故称这种变形为伸长类变 形。 15.当作用于坯料变形区的压应力的绝对值最大时，在这个方向上的变形一定是压缩变形，故称这种变形为压缩类变 形。 16.材料对各种冲压加工方法的适应能力称为材料的冲压成形性能。
热轧轧制原理及工艺
热轧轧制基本原理及基本工艺 一．概论 铝是目前仅次于钢铁的第二类金属，其板带材具有质轻、比强度高、耐蚀、可焊、易加工、表面美观等特点被广泛的应用于国民经济的各个行业，特别是航空航天、包装印刷、建筑装饰、电子家电、交通运输等领域。比如，航空航天方面，前几天发射的“神八”飞船，上面好多铝及铝合金用品都是西南铝和东轻公司加工制造的，不过这些产品一般都是军工产品，我们目前还没有生产的权利，我们厂也没有参与加工，但是也是铝加工行业的骄傲。 包装印刷方面，大家都熟知的PS版，虽然现在我们已经退出了这个产品的生产竞争行列，但是我们曾经生产过，曾经取得过比较好的生产成绩。建筑装饰方面，我们生产过的主要有铝塑底板带，大批量的各系合金的氧化带等。 电子家电方面较多，前段时间大批量生产的液晶电视背板，键盘料等。交通运输方面，大家熟知的5754声屏障。虽然有些产品我们已经不再生产，但是这些产品我们不再陌生，到超市里面逛街的时候看看电饭煲盖子里的铝板，看看各种大型的液晶电视，可能某些产品所用的铝及铝合金配件就是我们厂生产的呢！ 二．热轧的简单概念及特点 热轧是指在金属再结晶温度以上进行的轧制。 再结晶就是当退火温度足够高，时间足够长时，在变形金属或合金的纤维组织中产生无应变的新晶粒（再结晶核心），新晶粒不断的长大，直至原来的变形组织完全消失，金属或合金的性能也发生显著变化，这一过程称为再结晶，其中开始生成新晶粒的温度称为开始再结晶温度，显微组织全部被新晶粒所占据的温度称为终了再结晶温度，一般我们所称的再结晶温度就是开始再结晶温度和终了再结晶温度的算术平均值，一般再结晶温度主要受合金成分、形变程度、原始晶粒度、退火温度等因素的影响 以上就是理论上的热轧的简单原理，在我们铝加工行业的实际生产中主要的体现是，当铸锭在加热炉内加热到一定的温度，也就是再结晶温度以上时，进行的轧制，而这一个温度的确定主要依据是铝合金的相图，也就是最理想化的情况下，加热温度的确定为该合金在多元相图中固相线80%处的温度为依据，这就牵扯到了不同合金多元相图的问题，比较深奥，所以我们只要知道，加热温度的确定是以该合金固相线的80%为依据，在制度的执行中，根据实际的生产情况，根据设备的运行情况，多加修改所得到的适合该合金生产的温度 热轧的特点： 1、能耗低，塑性加工良好，变形抗力低，加工硬化不明显，易进 行轧制，减少了金属变形所需的能耗 2、热轧通常采用大铸锭、大压下量轧制，生产节奏快，产量大， 这样为规模化大生产创造了条件 3、通过热轧将铸态组织转变为加工组织，通过组织的转变使材料 的塑性大幅度的提高 4、轧制方式的特性决定了轧后板材性能存在着各向异性，一是材
坍塌事故案例分析
坍塌事故案例分析 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
（一）事故经过 1、某师大图书馆附楼坍塌事故 2004年08月16日上午8时30分左右，某局三公司开始用泵送混凝土浇捣附楼报告厅屋面，该屋面轴线面积为294.8平方米（25.2米×38.39英尺），高度为17.65米，模板支撑系统为扣件式钢管满堂模板支架。于20时40分全部浇捣结束。屋面留3人对混凝土表面进行收光，木工班组长在补插钢筋，21时20分左右，模板支撑系统突然整体坍塌，4名工人随之坠落。木工班组长经抢救无效死亡。（图片） 1、2004年08月16日，某师大图书馆附楼坍塌事故 （1）直接原因 1）模板支持系统钢管支架水平和竖向剪刀撑设置严重不足； 2）经省中心检验所检测，扣件（旋转、垂直）抗滑和抗破坏性能不合格，钢管壁厚普遍偏薄。 （2）间接原因 1）公司安全生产责任制落实不到位，对施工现场安全监督检查不力； 2）公司未组织专家进行专项施工方案审查，模板支撑体系专项施工方案没有结合工程实际编制，针对性不强，违反现行有关规定和标准规范要求； 3）公司技术负责人审批把关不严，项目经理、施工员、安全员未认真履行岗位职责；
4）监理单位福建某监理公司未认真履行监理职责，对现场存在安全隐患督促整改不力。 2、三明梅列区某桥坍塌事故 2005年12月14日三明梅列区某桥在施工中整体坍塌，造成6人死亡。该项目由三明市梅列区列西街道列西村龙泉寺寺务委员会集资建设，三明市交通规划设计院设计，中国航空港建设总公司总承包部直属工程处施工（合同承包单位），福建新东南工程建设监理有限公司监理。该桥是三钢到龙泉山村通往龙泉寺的一座石拱桥，桥长70.68米，拱高度20.82米，桥上部结构为单拱（跨径40米），下部结构为明挖扩大基础，U型桥台，桥面宽7.5米，造价96万元，属大桥类。（图片）2．2005年12月14日，三明梅列区某桥坍塌事故 （1）直接原因 1）拱架存在的主要问题：拱架没有按规定设计计算、拱架稳定性差、拱架立柱基础未按有关规定安装、模板及木脚手架支撑体系搭设存在重大隐患。 2）施工过程存在的主要问题：该桥主拱圈砌筑程序未按涉及文件的规定进行、主拱圈砌筑过程中未按照有关规定对拱圈进行拱架施工变形观测、未按桥梁规程和设计要求进行施工砌筑。 （2）间接原因 1）施工现场安全管理失控，项目经理和监理人员从未到过现场，施工单位未编制模板及脚手架安全专项施工方案； 2）建设单位违规发包工程；
轧制原理部分公式
轧制原理部分计算公式 一、轧辊与轧件接触面积 孔型中轧制： F= h R b B ?+2 其中：b q D R -= 为平均工作辊径，（q 为孔型面积，b 为孔型宽度） b q B Q h -=? （Q 、B 轧件面积和宽度）为平均压下量，也可按如下计算： 菱形进菱形孔： h ?=（0.55~0.6）*（H-h ） 方轧件进椭圆孔：h ?=H-0.7h （扁椭圆） h ?=H-0.85h （对圆、椭圆） 椭圆进方： h ?=（0.65~0.7）H-（0.55~0.6）h 椭圆进圆： h ?=0.85H-0.79h 二、平均轧制单位压力计算 艾克隆德公式（用于计算热轧时平均单位压力的半经验公式） ))(1(ε η? ++=K m p 其中：（1+m ）为考虑外摩擦影响的系数 K 为平面变形抗力（N/mm 2） η 为金属的粘度（N ·S/mm 2） ε ? 为轧制时的平均变形速度（s -1 ） m=h H h h R f +?-?2.16.1 （适用于t ≥800℃，Mn ≤1%、Cr ≤2~3%） f=K 1K 2K 3（1.05-0.0005t ）
R ：孔型中央位置的轧辊半径； △h ：该道次压下量； K1：考虑轧辊的材质影响系数，钢辊K1=1.0，铸铁辊K1=0.8； K2：考虑轧制速度的影响系数，按《塑性变形与轧制原理》图4-12定； K3：考虑到轧件的材质影响系数，按《塑性变形与轧制原理》表4-3定； t ：轧制温度。 K=（137-0.098t ）（1.4+C+Mn+0.3Cr ） N/mm2 η=0.01（137-0.098 t ）·C ＇ N ·S/mm 2 ）（1 2-? +?= s h H R h V ε 三、轧机传动力矩组成及计算 M 电=（Mz/i ）+M f +M k +M d 其中：i 为电机至轧辊的减速比； Mz=2×P ×ψ×R h ??=p ·ψ·（B+b ）·△h ·R M f =（M f 1）/i+ M f2
房屋地基基础变形事故原因分析及处理
第25卷第2期 河北建筑工程学院学报 Vol.25No.2 2007年6月JOURNAL OF HE BE I I N STI T UTE OF ARCH I TECT URE AND C I V I L E NGI N EER I N G June2007 房屋地基基础变形事故原因分析及处理 赵玉良 燕山大学校园建设管理处 摘 要 地基基础变形事故一般包括沉陷变形、倾斜变形和开裂变形三种.地基变形事故多 数与地基因素有关,其原因往往是综合性的,必须从勘测、地基处理、设计、施工等方面综合分 析,综合治理. 关键词 房屋地基;基础变形;分析处理 中图号 T U4 基础的变形事故一般包括沉陷变形、倾斜变形和开裂变形三种.沉陷变形又分为较大的均匀沉降变形及不均匀沉降变形,它主要是由于地基土在上部结构荷载作用下产生的压缩变形.倾斜变形与沉陷变形有关,它主要是由于地基土产生较大的不均匀沉降而使基础或者建筑物产生超过规范规定值的垂直偏差.开裂变形是由于地基沉降差值较大,地基发生局部塌陷,或者是由于地基冻胀、浸水、地下水位的变化以及相邻建筑物的的影响,使基础产生较宽的裂缝而造成的变形. 房屋基础变形事故多数与地基因素有关,其原因往往是综合性的,必须从勘测、地基处理、设计、施工及使用的方面综合分析.具体的说,造成基础变形的事故的原因有以下几类. (1)地基勘测上的问题.即地基勘测资料不足、不准或勘测深度不够,勘测资料有误;或者根本没有进行地质勘测就盲目进行设计和施工;或者虽进行了地质勘测,但提供的地基承载能力太高,导致地基剪切破坏形成倾斜;土坡失稳导致地基破坏,造成基础倾斜. (2)地下水位条件变化.在施工过程中,为了便于基础的开挖和混凝土的浇捣养护,采用人工降低地下水位,使得在水位下降范围内土的重度由有效重度增大至天然重度,这样就相当于在地基中施加了大面积的荷载,导致地基产生不均匀沉降变形.再者,地基浸水或者地表水渗漏入地基后引起的附加沉降,以及基坑长期泡水后承载能力下降,均会产生不均匀下沉而形成倾斜.当建筑物投入使用后,因大量抽取地下水而造成局部漏斗状缺水区,使得建筑物向漏斗中心倾斜,造成建筑物发生倾斜变形. (3)设计问题.由于地基土质不均匀,其物理力学性能相差较大,或者地基土层厚薄不均匀,压缩变形差大,而建筑物基础又没有采取必要的构造措施,从而使得基础因过大沉降或不均匀沉降而发生挠曲变形.对于软土、膨胀土、冻土或湿陷性黄土地基,由于建筑或结构措施设计不力,造成基础产生过大沉降而变形.建筑体形复杂、上部结构荷载差异较大的建筑物没有按照有关的规范设置构造措施,将会导致基础不均匀下沉.对于筏板基础的建筑物,当地面标高差很大时,基础室外两侧回填土厚度相差过大,则会增加地板的附加偏心荷载;或者建筑物上部结构荷载重心与基础底板形心的偏心距过大,加剧了偏心荷载的影响.正是这些偏心荷载的影响,将会增大基础的不均匀沉降,如设计过程中处理不当,将会造成基础变形事故的发生.此外,建筑物整体刚度差,对地基不均匀沉降敏感,或者在对同一建筑物下的地基加固时采用了长度相差较大的挤密桩等,也会导致基础发生过大的变形而造成事故. (4)施工问题.施工方面大的问题主要有:一是施工顺序及方法不当,例如建筑物各部分施工先后顺序发生紊乱,或者在已有建筑物或基础底板基坑附近,大量堆放被置换的土方或建筑材料,造成建筑物下沉或倾斜;二是施工时扰动或破坏了地基持力层土体的原有结构,使其抗剪强度降低达不到原设计要求,导致地基承载力不足基础下沉;再者在桩基础施工过程中,没有按照正确地打桩顺序进行施工,相邻桩施工间歇时间过短以及打桩质量控制质量不严等原因,会造成桩基础倾斜或产生过大的沉降;此 收稿日期:2007-03-30 作者简介:男,1969年生,助理工程师,秦皇岛市,066004