电渣熔铸中渣池热电场的试验和模拟研究

电渣熔铸是一种利用大电流通过渣池区域而产生的高温将自耗电极逐渐熔化的方法,其中渣池的温度分布特点直接决定了电极的熔化速度、提纯度以及铸锭的组织结构等,是熔铸系统中的关键区域.本研究中采用"反向熔铸"试验和"真假双电极熔铸"试验对渣池温度场分布进行了研究,并借用具有极强的分析功能的大型通用有限元软件ANSYS软件,对试验模型进行了数值模拟.试验和模拟计算均证实了电极端部与金属熔池之间的渣池区域存在着一个集中的高温区,该高温区的存在对自耗电极的熔化起了极大的促进作用.     

电渣熔铸导叶数值模拟技术研究

采用有限差分法离散电渣熔铸过程数学模型,用热平衡法处理换热边界条件,以VC++ 6.0为开发工具,开发了电渣熔铸异形件温度场数值模拟实用程序.以水轮机导叶为模拟和试验对象,验证了电渣熔铸异形件温度场数值模拟计算的准确性,并预测了导叶疏松缺陷产生的位置,模拟结果与试验结果较为吻合.     

电渣熔铸过程中金属熔池深度的数值模拟研究

利用前人关于熔滴在渣池中行为的研究成果和渣池中有关传热规律的实验资料。考虑到电渣熔铸过程始终有强电流介入,建立了包括金属熔池、两相区和凝固锭在内的电渣锭凝固传热数学模型,模型预测值与实验值吻合较好。运用此模型可预报金属熔池状况,便于现场调整工艺参数。     

电渣熔铸过程的数值模拟研究

利用了前人关于熔滴在渣池中行为的研究成果和渣池中有关传热规律的试验资料,考虑到电渣熔铸过程始终有强电流介入,建立了包括金属熔池、两相区和凝固锭在内的电渣锭凝固传热数学模型,模型预测值与试验值吻合较好.运用此模型可预报金属熔池状况,便于现场调整工艺参数.     

电渣熔铸中渣池深度对渣池温度场影响的模拟研究

渣池深度是电渣熔铸过程中重要的工艺参数,它直接影响到熔铸过程的稳定、熔铸效率和产品质量.本文在对渣池温度场和电场耦合模拟的基础上,研究了不同渣池深度条件下渣池温度场的变化情况,为实际生产中优化工艺参数和提高生产效率提供了理论依据.     

电渣熔铸中渣池中心高温区的模拟与实验研究

电渣熔铸是一种利用大电流通过渣池区域而产生的高温将自耗电极逐渐熔化的方法，其中渣池的温度分布特点直接决定电极的熔化速度、提纯度以及铸锭的组织结构等，是熔铸系统中的关键区域。时渣池进行了热电场耦合模拟研究，发现电极端部与金属熔池之间的渣池区域存在着一个集中的高温区，并从电场分布的角度分析了高温区产生的原因，同时进行了实验验证。为实际生产中优化工艺参数和提高生产效率提供了重要依据。     

电渣熔铸过程渣池流场的模拟研究

电渣熔铸过程中熔渣的流动决定了熔铸体系温度场的分布以及金属熔池的形状，最终影响熔铸钢锭的质量。采用大型通用有限元分析软件ANSYS，对电渣熔铸体系渣池流场进行了模拟研究，所得结果与物理模拟实验结果完全一致。并以此为基础，研究了熔铸电流、填充比和电极端部形状对熔渣流速分布的影响，为实际生产提供了依据。     

电渣熔铸过程渣池流场的模拟研究

电渣熔铸过程中熔渣的流动决定了熔铸体系温度场的分布以及金属熔池的形状,最终影响熔铸钢锭的质量。采用大型通用有限元分析软件ANSYS,对电渣熔铸体系渣池流场进行了模拟研究,所得结果与物理模拟实验结果完全一致。并以此研究了熔铸电流,填充比和电极端部形状对熔渣流速分布的影响,为实际生产提供了依据。     

电渣熔铸钢锭应力场的模拟研究

针对电渣熔铸钢锭各部位温差大、易产生热应力及测量困难的特点，采用大型有限元分析软件ANSYS对电渣熔铸过程中钢锭温度场和应力场进行了模拟研究，模拟结果与实际相吻合，并以此研究了钢锭的温度场及应力场分布，为电渣熔铸的实际生产提供了科学依据。     

电渣熔铸过程电流大小对金属熔池影响的数值模拟研究

电渣熔铸过程中,金属熔池深度直接影响熔铸件的结晶,从而影响钢锭的质量。本文借助大型通用有限元软件AN-SYS,对不同电流大小时的金属熔池进行了模拟研究,得出金属熔池深度与电流大小之间存在一次线性函数关系的结论。模拟结果与实验值吻合较好。运用此模型可预报金属熔池状况,指导实际生产。     

Y型辊模拉拔工艺的三维数值模拟研究

通过对Y型辊模拉拔异型材的变形过程进行三维数值模拟,用云图的形式直观地给出了金属流动的规律及变形情况.得到了拉拔过程中工件变形的应力、应变场等,并分析了变形程度和摩擦系数对拉拔力的影响.将有限元数值模拟方法引入异型棒线材的辊模拉拔中,为缩短辊模设计周期提供了新的方法.     

铝熔炼过程温度场的数值模拟研究

根据物料平衡方程、能量守恒方程、动量方程建立熔炼炉内熔炼过程中熔体温度的数学模型;以能量平衡测试中得到的数据为边界条件,在概率密度函数(PDF)仿真基础上,运用Fluent6.3流体力学软件对熔炼过程温度场进行数值模拟,模拟结果与实际情况相符。本研究为现场实际生产过程控制提供重要依据,为熔炼炉的设计、研究提供了有效的方法和途径。     

蛋盒型结构成形过程数值模拟研究

蛋盒型结构是一种轻质、高强、具有吸能特性的新型结构,其成形过程和最终成形形貌对性能有很大影响。首先描述了蛋盒型结构的成形过程及受力情况;随后运用Abaqus/Explicit软件对典型蛋盒型结构的成形过程进行了模拟,得到了成形极限高度时的形貌、减薄率、成形力等;最后分别分析了凸模结构参数、摩擦系数对蛋壳型结构成形结果的影响规律。研究表明:凸模半径的增加会增大成形力及成形极限高度,摩擦系数的作用会使最大减薄位置由凸模顶点位置向外移动;当选用凸模半径为周期间距的1/5时,摩擦系数在0.1~0.15之间时成形效率较高。     

连铸过程液固温耦合计算机仿真软件

在建立连铸过程液固湿耦合分析数学模型的基础上,开发了计算机仿真分析软件,为连铸生产提供了一个计算机“实验平台”,通过仿真分析可部分或全部取代现场试浇,节约了人材物的投入,带来可观的经济效益。     

铝合金保温过程熔体温度场的数值模拟

建立保温过程熔体温度的数学模型,以能量平衡测试中得到的数据为边界条件,对柴油燃烧过程进行概率密度函数(PDF)仿真得知,当燃料和空气的体积比大约在1比9时,燃烧反应程度最剧烈,能达到的最高温度约为2400K。运用Fluent 6.3流体力学软件利用修正后的数学模型,结合边界条件对保温过程内铝合金熔体的温度场进行数值模拟,仿真结果表明熔体温度梯度较小约为0.01K/m,最高温度位于熔体中心约为1010K,模拟结果与实际情况相符。运用该模型计算出实际生产十分需要但又不方便测试的保温炉内熔体不同点的温度,且对熔体温度场进行数值模拟代替了大量的实验探索,为现场实际生产过程控制提供了重要依据。     

药物片剂压制成形过程的数值模拟研究

运用有限元软件ABAQUS,采用基于扩展的Drucker-Prager的本构模型对药物片剂成形过程进行了数值模拟.获得了药物片剂压制成形的密度分布及成形力等相关数据.结果表明:随着压制深度的增加,片剂材料密度及成形力整体呈现增大趋势.药物片剂压制过程数值模拟得到的片剂材料流动规律及力学行为,将为实际成形中工艺参数的改善...     

淬火冷却过程数值模拟的研究现状及展望

淬火冷却过程是淬火介质流场、温度场与工件温度场、组织场和应力/应变场相互耦合的复杂过程.本文概述了淬火冷却过程数值模拟的主要内容及其研究现状,并对存在的问题进行了评述,对未来发展的内容和重点研究方向进行了展望.     

基于φ69 mm腔体温度场数值模拟的高品级金刚石合成工艺优化

采用有限元软件Ansys对HJ-1 000型六面顶压机φ69 mm金刚石合成腔体进行了间接加热温度场的分析,在数值模拟的基础上,对合成过程中的温度和压力进行了优化,并通过优化得到了温度压力动态匹配的合成工艺.对合成柱中的温度进行了计算并做成温度云图,结果表明:合成柱中的温度在加热过程中基本保持石墨管处温度最高,直到开始断电冷却,石墨管处的温度下降较快,使得在合成柱中心点处的温度最高,径向温差小于30℃,具备了温度压力相匹配的合成优质高品级金刚石的生长环境.这主要是因为合成腔体较大和优化的加热工艺有关.最后采用优化的金刚石合成工艺,获得了粒径600～650 μm高品级金刚石.     

热锻成形过程数值模拟与多目标设计优化技术研究

提出了一种基于有限元分析和序列二次规划的热锻成形工艺多目标优化方法,优化目标包含锻件的内部损伤值和变形均匀性两个方面。用锻件所有单元的最大损伤值作为衡量锻件变形损伤的指标,用锻件所有单元体的等效应变与整个终锻件的平均等效应变的均方差,作为锻件变形均匀性的指标,构造了多目标优化问题的评价函数。在设计过程中,优化变形工艺参数使得工件内部损伤值最小,同时工件内部变形均匀。以零件毛坯的初始高径比为设计变量,建立了热锻成形过程多目标优化设计的数学模型。应用该方法对齿轮齿圈毛坯非等温热锻成形工艺参数进行优化,取得了良好的效果。     

电渣焊接头温度场数值模拟

为了研究建筑钢结构箱型柱中腹板与隔板处电渣焊接头的温度场,以有限元软件MSC.Marc为平台,开发了用于电渣焊温度场的计算方法. 在所开发的计算方法中,采用了半椭球等密度热源模型来模拟电渣焊的热输入,以生死单元技术考虑焊缝成形,并采用实测得到的低合金高强度钢SM490A材料的高温热物理性能参数模拟了箱型柱中的腹板与隔板电渣焊接头的温度场. 同时采用试验方法实测了电渣焊接头典型位置的热循环曲线,并观察了接头的焊缝宏观截面形状. 结果表明,计算得到的热循环曲线与实测结果十分吻合,计算得到的焊缝形状与试验结果也基本一致,验证了所开发的数值计算方法的有效性.