连铸用不同材质滑板热应力行为数值模拟

利用有限元法对2种不同配方、同一形状的滑板在浇注过程中瞬态传热过程进行了研究,得到了滑板在浇注过程中的应力场分布.研究表明,钢液的瞬间冲击会导致滑板产生内应力,这是造成滑板在浇注过程中损毁的主要原因之一.通过对相同条件下两种滑板的比较,得出降低滑板的弹性模量和膨胀系数,可以降低滑板浇注过程中的热应力的结论.     

RH真空精炼装置内钢液流动行为的数值模拟

考虑ＲＨ真空槽与钢包的整体性,从ＲＨ上升管吹Ａｒ这一基本现象着手,建立了描述ＲＨ装置内钢液流动行为的三维数学模型,考察吹Ａｒ量和浸渍管参数对ＲＨ装置内钢液流动和循环流量的影响。     

连铸结晶器中钢液行为数值模拟研究进展

用数值模拟的方法对连铸结晶器内钢液的流动和传热过程进行研究是近年来该学科发展的前沿领域 ,其重要目的是掌握结晶器内钢液流动的特点和凝固壳分布情况 ,为工业生产控制、结晶器设计提供可靠的理论依据 ;在三维流场数值模拟走向成熟的同时 ,对传热过程的数值计算仍然是该领域的重点和难点。     

铝/钢TIG熔钎焊温度场和流场数值模拟

采用计算流体动力学(CFD)商业软件FLUENT,建立了铝/钢TIG熔钎焊搭接数学模型,并对温度场和流场进行了数值模拟。结果表明,焊接温度场呈非对称分布,钢侧温度梯度大于铝侧温度梯度。熔池中心的最高温度为1 218 K。在钢板上表面,钢与铝之间的换热要强于钢与空气之间的换热,致使搭接区域温度较高、温度梯度小,非搭接区温度较低、温度梯度大。熔池内流体最大流速为0.449 m/s,流体流动较为剧烈,所形成的涡流会导致熔池内低沸点金属蒸发,在焊缝中形成气孔。     

超高强度钢电阻点焊数值模拟

通过sysweld有限元软件对等厚低碳高强度钢的点焊过程进行了电、热、机械的数值模拟分析。并根据电阻点焊实验提供的熔核尺寸和喷溅极限电流对模型进行了验证。结果表明:所有焊点尺寸的平均绝对误差为0.68 mm,所有焊点喷溅极限的平均绝对误差为1.10 k A,模拟结果与实验结果具有一致性。     

钙处理对连铸钢浇铸性能的影响

分析钙处理对连铸钢浇铸性能的影响，为了改善浇铸性能，应向钢中加入适量的钙，形成液态的铝酸钙。钙处理不当时不仅影响钢水的浇铸性能，而且还会影响钢水在结晶器内的凝固行为。     

3Cr钢连铸过程的数值模拟

基于多物理场仿真软件COMSOL建立了3Cr钢连铸的二维模型,研究了模具外侧总传热系数、浇铸速度、浇铸温度对3Cr钢连铸过程的影响.结果 表明:模具表面总传热系数与模具中3Cr钢的最低温度呈负相关,即传热系数越大,最低温度越小;为了保证钢棒质量,模具表面总传热系数应为600～800W/(m2·K).当浇铸速度介于1.0...     

结晶器电磁制动钢液流场数值模拟

建立了连铸结晶器内电磁制动过程的三维数学模型,采用一种改进的交错网格方法来模拟耦合的电磁场和流场.结果表明,电磁制动能明显减缓钢水主流股的流速,缓解对铸坯窄面的冲击,有效地抑制表面波动,减小钢水的冲击深度;磁场和流场的相互作用程度直接影响电磁制动效果.     

数值模拟研究钢液入口速度对结晶器流场的影响

在连续统一模型的基础上，建立描述反向凝固结晶器中的流动与传热的数学模型，利用有限差分方法，计算出反向凝固结晶器中母带厚度的变化规律，与实验数据基本吻合，在此基础上，研究入口钢液速度对结晶器中流场的影响。     

304不锈钢管材挤压金属损伤规律仿真研究

在304不锈钢管材挤压成形中,合理、有效调节挤压速度,进而降低坯料金属损伤对于提高管材表面质量和抗应力腐蚀能力有极为重要意义.基于DEFORM-2D软件,研究了φ40 mm×6 mm规格304不锈钢管材挤压过程中坯料金属损伤的分布规律和挤压速度影响规律.结果表明,坯料损伤较大值主要集中在成形管材外侧,厚度约1.3mm;随着挤压速度增大,坯料损伤较大值厚度保持不变,坯料金属损伤峰值不断下降;当挤压速度大于150mm/s之后,坯料金属损伤峰值下降明显减慢.     

滑板式调节阀流场的数值模拟及性能预测

针对新型滑板式调节阀产品模型,采用基于各向同性涡黏性理论的k-ε双方程模型求解,获得了阀门内部流场不同开度下的压力场和速度场,预测了阀门出现空化现象的位置,建立了阀门的流量特性曲线和流阻特性曲线。通过研究发现,滑板式调节阀流通能力强,具有线性流量调节功能;阀门在小开度情况下,内部流场紊乱,存在大尺度的漩涡;仿真结果可为此类新型阀门的开发与优化提供了依据。     

超声波钢包精炼数值模拟

以150t钢包为原型,采用FLUENT数值模拟软件研究超声波对改善钢液搅拌效果、优化超声波工作杆和频率的作用。模拟结果表明:超声波能够改变钢包内部的压力分布,有利于去除夹杂物和气体;超声波工作杆位置为0.52 H时产生负压的位置较佳,有利于减少超声波能量的损失,充分发挥超声波净化作用;频率范围在20~40 k Hz时,频率越大,空化作用越大。     

平底简形件板材液压成形的数值模拟

针对传统板材冲压成形中存在的成形极限低、模具凹模复杂及零件表面品质差等缺点,发展了板料液压成形技术。通过数值模拟方法,采用钣金成形专用分析软件JSTMPA／NV对5754铝合金平底筒形件的板料液压成形过程进行了研究,以最终成形零件的壁厚分布为评定标准,对成形过程中零件可能出现的缺陷进行预测和分析,研究工艺参数包括充液室压力、凸凹模单边间隙和凹模圆角半径对零件成形性的影响,并对工艺参数进行了优化。研究表明：采用20MPa的液室压力、1．1mm的凸凹模单边间隙和5mm的凹模圆角半径时,获得的铝合金平底筒形件的     

双相不锈钢应力应变曲线数值模拟

设计了成分与SAF2205双相不锈钢中奥氏体相和铁素体相成分相近的单相奥氏体不锈钢和铁索体不锈钢,根据其应力．应变曲线,采用有限元方法,计算了双相不锈钢的应力．应变曲线,并与实测值进行对比,同时对奥氏体的体积分数和双相不锈钢中两相屈服强度之比（C^＊）等影响双相不锈钢力学性能的因素进行了讨论。由单相奥氏体和铁素体不锈钢的应力-应变曲线计算的双相不锈钢的应力．应变曲线和实测的双相不锈钢应力-应变曲线吻合很好,说明本文所建立的有限元模型正确。计算表明奥氏体体积分数对应力．应变曲线的弹性部分没有影响,而对塑性部分影响较大。在外应力作用下,随着奥氏体体积分数的增加,应变增加;不同奥氏体与铁素体屈服强度之比（C^＊）对应力-应变曲线弹性部分没有影响,而对塑性部分略有影响,在外加应力作用下,随着C^＊增加,应变增加。     

数值模拟技术在大型铸钢件生产中的应用

大型铸钢件在实际生产中易产生缩孔缩松、应力变形等缺陷。本文采用清华大学机械工程系开发的FDM／FEM集成分析系统，对马钢双板轧机机架及5000t油压机横梁凝固过程中的温度场、应力场进行了模拟分析，并根据模拟结果对工艺进行了改进。按照制定的工艺进行实际生产，均一次浇注成功。     

带钢圈镁合金负重轮成形工艺数值模拟

用挤压技术来制造镁合金AZ80的轮毂,为了增强轮毂耐磨性,在其外边缘加一层耐磨钢圈,并用MSC/SuperForm软件进行数值模拟,得出耐磨钢圈处金属坯料的变形规律和工艺参数.通过模拟比较耐磨钢圈拐角处的圆角大小、摩擦系数以及挤压速度对轮毂成形的影响,得出最佳的工艺参数.     

圆盘类铸钢件数值模拟及多目标优化设计

结合正交试验设计与铸造模拟分析软件华铸CAE,对大齿轮铸钢件在不同工艺条件下的成形过程进行模拟分析,运用模糊数学中的综合评分法,对铸件成形后的缩孔体积、数量、工艺出品率3个目标值分别进行评判和综合评判,确定圆柱形明冒口形状、高度、腰圆形明冒口参数、圆柱冒口数量对目标值的影响程度。通过综合加权评分法,得到最优方案组合,并对该工艺方案进行了模拟验证。     

钢液内宏观超声空化特征的数值模拟

本文基于CFD软件FLUENT,通过编写UDF来模拟钢液内由于超声波振动所产生的空化特征.结果表明:未加空化模型的钢液流场内存在正负压,分别可达到5.5MPa和-5.4MPa;加入空化模型的钢液流场内只存在正压,且压力值显著减小,最大值稳定在0.10MPa～0.12MPa,最小值稳定在0.08MPa～0.1MPa.两者变化趋势正相反.每一时刻都有一部分钢液区域不析出气体.加入空化模型后压力积分值变化曲线位置随时间小幅度增高,含气率积分值曲线变化趋势与此正相反.各亚松弛因子的变化对空化模拟计算结果的精确度产生的影响不大.湍流动能、湍流耗散率、密度和体积力等亚松弛因子对低压流体比较敏感.改变湍流模型和壁面函数对空化模拟计算结果基本无影响.不可压缩气体的存在有利于空化作用的产生.