大型铸钢件凝固过程数值模拟及缩孔预计

本文用交替隐式法(即IAD法)和TRUE。BASIC语言设计了铸件凝固过程数值模拟软件。使用该软件模拟了高压内缸A-A截面的凝固进程,并预计了该截面上缩孔位置。模拟与实验结果吻合较好。     

铸钢件缩孔缩松形成过程的数值模拟

提出了预测铸钢件中缩松缺陷的数值方法，考虑了传热、枝晶间液相流动和气体析出等因素。计算和实浇了三个不同直径的圆柱形铸钢件，计算结果与实验结果基本一致。还提出了预测铸钢件编松的新判ＧＦ／ＲＦ ＧＦ／ＲＦ（ＧＦ为临界固相率梯度， ＲＦ为临界固相率推进速度），并在生产中得到了应用。     

大型钢锭凝固过程的计算机模拟

本文分析了钢锭-锭模系统的各种边界以及浇注过程中的热交换,应用直接差分法,建立了考虑浇注过程中热交换情况的大型钢锭凝固数值模拟方法,提出采用辐射传热处理钢锭、锭模边界产生气隙后的边界条件。最后应用所编程序计算了60t钢锭的凝固温度场,计算结果表明,显式直接差分法进行凝固数值模拟,单元剖分简单,计算方便。60t钢锭的计算温度场符合钢锭的凝固趋势。     

镁合金凝固过程的温度场模拟

文章主要利用傅立叶传热方程以及相应的初始条件、边界条件,采用直接差分的方法,用C程序语言编写程序软件对镁合金的二维凝固过程的宏观温度场进行模拟,并且对凝固过程的宏观温度场的变化过程做出了动态演示。     

钢锭顺次凝固行为的物理模拟

实现钢锭顺次凝固可以有效补缩,改善钢锭内部质量.本文依据相似原理,以80t矩形钢锭为原型建立与原型尺寸比为1∶10的物理模型,用硫代硫酸钠模拟钢锭的顺次凝固行为.通过对不同梯次冷却条件下的对比试验得出:实现顺次凝固的梯次温度差要大于40℃;为有效实现钢锭顺次凝固,梯次冷却强度在前30 min采用较小的温差,在30 min后采用较大的温度差.     

不同覆盖剂下的普通低碳钢大钢锭疏松缩孔模拟

为了提高铸件质量,针对覆盖剂对大型铸钢件疏松缩孔的影响,利用ProCAST软件分别对使用5种覆盖剂的72t钢锭进行模拟研究。结果表明:覆盖剂类型对疏松影响很小,但对缩孔影响较大。随着覆盖剂保温性变差,冒口中缩孔体积变大,钢液补缩能力变差,铸件内部越易产生缩孔。提高浇注速度可以减少铸件上部侧壁的疏松数量。     

熔铸莫来石凝固过程数值模拟

利用数值方法建立了模拟三维温度场的数学模型，对具体的熔铸莫来石凝固过程进行了模拟计算和实际测定。表明所建立模型和运算程序适用于该类融体的熔铸过程模拟，为在微机上实现对各种熔铸材料凝固过程的模拟奠定基础。     

扁锭热过程用二维有限长圆筒模型的模拟计算

建立了扁锭冷却、保温和加热过程的二维有限长圆筒模型。利用该模型可以进行扁锭整体传热的研究。模型计算结果和实测数据很吻合,这说明该模型是可靠的。     

大型锻造用钢锭凝固疏松缺陷的数值模拟

利用有限元软件ProCast对大型锻造用钢锭的非稳态浇注过程和凝固过程进行了数值模拟。对两种不同的浇注工艺方案,通过温度场和固相场,分析了采用双包浇注时不同浇注温度对凝固过程和疏松形成规律的影响。结果发现：后浇包的浇注温度低,加快了钢锭上部的凝固,降低了冒口的补缩能力,导致疏松缺陷偏下,数值模拟与实验结果基本吻合。而方案2模拟的疏松缺陷向冒口处上移92mm,更有利于钢锭锻造过程中对疏松缺陷的消除。     

金属动态凝固过程的计算机模拟

本文采用有限差分法,用BASIC语言编制了凝固过程的计算机模拟程序EDUCAT,并以纯金属A1及具有结晶温度范围的合金A1-Cu5%两类典型材料为例进行了模拟计算.计算结果展示了它们的凝固方式,并由计算机直接得到了凝固区域结构和动态凝固曲线(表示凝固进程的距离一时间曲线),与实测结果比较,证实了模拟结果的可靠性.     

铸件缩孔缩松多种预测判据的应用

为解决国内凝固模拟软件中缩孔缩松预测判据比较单一的问题 ,满足用户使用多种判据从不同角度分析铸件缩孔缩松形成的需要 ,从实际应用出发 ,在自主开发的 FT-Star凝固模拟软件的基础上 ,改进和增添了多种缩孔缩松预测判据。用户可以根据需要方便地选用 ,并可从多种途径对铸件缺陷的形成进行定量或定性的分析。实际铸件分析表明该法效果良好。     

铸件凝固过程数值模拟后处理的研究

针对采用有限差分法实施凝固过程数值模拟时数据结构的特点，提出了采用背面消除和画家方法进行消隐以生成三维图形的方法．为了提高绘图的速度，提出了替代视向变换矩阵运算的一种简便算法．根据由数值计算得到的铸件凝固时间，提出了在二维剖面上显示凝固动态过程的方法．经过实践证明，提出的方法可以快速地完成上千万网格单元数据的后处理．     

用边界元法求解非稳态非线性凝固传热问题

建立了用边界元法求解凝固传热问题的数学模型．用ＦＯＲＴＲＡＮ语言编写了计算程序．以连铸坯凝固传热为例进行了计算．计算结果与实测结果接近．     

镍钛形状记忆合金线坯连续定向凝固温度场的数值模拟

连续定向凝固过程中结晶器的温度分布对固-液界面位置和形状具有重要影响.在建立三维物理模型以及确定材料热物性参数、边界条件与冷却水对流换热系数计算方法的基础上,采用ANSYS有限元软件对不同参数组合条件下镍钛形状记忆合金线坯连续定向凝固的稳态温度场进行了数值模拟.研究结果表明,在所给定的模型及各种参数条件下,镍钛形状记忆合金在结晶器内可以完成凝固过程,且固-液界面呈平直状,具备了进行连续定向凝固制备的基本条件.     

移动式垃圾转运站翻转机构动力学仿真与优化

以提高结构强度和减轻自重为目标,利用ADAMS和ANSYS软件对移动式垃圾转运站翻转机构进行动力学仿真与结构有限元分析,提取典型姿态下构件的动力学参数,建立参数化有限元分析模型,得到典型工况的应力分布,结合结构优化导重法进行优化设计。在保证结构应力低于许用应力的情况下,优化后整体结构最大应力从262 MPa下降到186.3 MPa,重量下降49 kg,提高了产品的性价比和市场竞争力。     

Accu-Roll轧管机热轧奥氏体无缝钢管的数值模拟与工艺参数优化

根据钢管斜轧过程的变形特点,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对Accu-Roll轧管机热轧奥氏体无缝钢管的轧制过程进行有限元数值模拟.通过模拟仿真计算,分析无缝钢管截面的变形特点及轧制力和应力应变分布的变化规律,通过将模拟结果与实测数据进行比较,验证了模型的可靠性.模拟结果表明,在轧制过程中孔型形状不当易造成双鼓形,整个轧制过程中最大轧制应力为403.4 MPa,最大等效应力值为231.8 MPa.     

空调列车室内流场的数值模拟

运用 K-ε紊流模型对 K2 5型空调列车 (硬座车 )室内气流组织 ,主要是速度场进行了数值模拟 .采用有限单元法和交错网格 ,将送风气流与车厢形状及障碍物作为一体考虑 ,研究了送风方式和送风速度对空调列车室内流场的影响 .结果表明 ,送风方式对空调列车室内流场影响较大 ,而送风速度在 2～ 3m/ s范围内 ,对空调列车室内流场影响较小 .研究结果对空调列车室内气流组织优化设计及舒适性评价提供了依据 .图 9,表 1,参 8     

太阳能土壤源热泵蓄热过程中的数值模拟

建立了太阳能土壤源热泵系统蓄热过程的数学模型,在求解模型时考虑了换热器管壁和土壤的接触热阻,定义了一个综合换热系数;在蓄热量的计算上,把换热器沿深度方向上离散成M份,算出每段的蓄热量相加后得出总换热量。文中采用了有限单元法对地下垂直埋管周围土壤的非稳态温度场进行了数值模拟,分析了换热器周围土壤温度变化的规律。     

航空连接件冲锻成形工艺模拟及优化

采用有限元模拟方法,对圆环形航空连接件成形工艺进行仿真模拟,从3种不同成形工艺方案中选择最佳方案,对所选工艺方案进行冲锻工艺参数优化,研究冲头截面尺寸对凸台成形效果的影响。结果表明,采用单一冲头完成弯曲和凸台的成形,冲头截面尺寸在长宽方向均向外偏置0.15mm时成形效果最好,最佳冲头截面尺寸为5.3mm×2.15mm。采用上述截面尺寸的冲头成形出的零件,实验验证符合使用要求。     

压型钢板-混凝土组合楼板温度场有限元模拟

采用有限元方法，对火灾下压型钢板-混凝土组合楼板的温度场进行了分析，得到了瞬态温度场分布云图及温度随啼间变化的曲线，并与试验结果进行比较，二者吻合较好．表明所建立的计算模型合理、模拟方法正确、可行；同时比较了两个不同仿真模型的计算结果，从而得出最佳计算模型，为计算火灾下构件温度场提供了实用的方法；对研究组合楼板抗火性能具有重要意义．