热物性值对铸钢件温度场数值模拟计算精度的影响

本文研究了铸件和铸型的热物性值对铸钢件凝固过程温度场数值模拟精度的影响,指出铸型的热物性值较铸件的热物性值对模拟计算精度的影响更大。计算时,必须正确掌握不同铸造工艺条件下确切的热物性值。     

离心铸管管模温度场及热应力场数值模拟

在对管模生产条件下的热态工况进行分析的基础上,利用有限元数值方法首次建立了管模传热分析轴对称。在模型中对管模传热系统中的对流、辐射、接触边界条件和凝固潜热进行了处理,利用有限元分析软件ANSYS,分析了21CrMo10（德国牌号）材料管模的温度场、热应力场的变化。数值模拟结果与试验测量结果以及实际生产中管模的破坏状况相符合。     

铸造过程温度场的数值模拟

结合材料变温过程材料热物性参数的变化,利用ANSYS软件对几何外形复杂的铸件在铸造过程中的温度场进行了模拟,得到了铸件温度随时间的分布关系.模拟结果较真实地反映了铸造系统温度的变化过程,且运算速度较快,从而可预测缩孔、缩松等缺陷出现的可能性及位置,为优化铸造工艺方案提供科学指导.     

铸造过程温度场的数值模拟

结合材料变温过程材料热物性参数的变化,利用ANSYS软件对几何外形复杂的铸件在铸造过程中的温度场进行的模拟,得到了铸件温度随时间的分布关系.模拟结果较真实地反映了铸造系统温度的发展过程,且运算速度较快,从而预测缩孔、缩松等缺陷出现的可能性及位置,为优化铸造工艺方案提供了科学的指导.     

汽车球铁件凝固数值微机模拟技术开发与应用

利用微机对球墨铸铁件的凝固过程进行三维数值模拟,并用彩色图形显示其动态凝固过程,其计算结果可为汽车球铁件的工艺参数优化提供科学依据。     

钢锭凝固过程温度场数值模拟

本研究采用大型商业软件MSC.Marc建立了38t钢锭凝固传热数学模型,模型中的钢热物性参数是通过钢凝固过程微观偏析模型预测钢锭凝固过程相的变化规律,并根据钢锭凝固过程钢热物性参数与相组成之间的关系式来确定.随后采用红外测温试验验证了钢锭凝固传热数学模型,并模拟了钢锭凝固过程温度场变化规律以及不同浇注温度和冒口保温条件对钢锭凝固过程的影响.结果表明:钢锭凝固过程由钢锭底部向冒口逐渐凝固,随着钢锭冒口发热剂的加入,钢锭凝固末期,最后凝固区域逐渐从无发热剂情况时位于钢锭本体向冒口区域移动.38t钢锭4125V2钢可采用向浇注后冒口加入200 mm厚发热剂增强钢锭凝固末期钢液补缩能力,脱模时间为浇注后12.5 h.     

热物性参数反求技术在消失模铸造球铁件中的应用

通过对消失模铸造阶梯件凝固过程的实时测温,获得铸件的凝固曲线。利用反求原理,基于华铸CAE,对球铁合金铸件进行正交模拟试验,得到铸件模拟降温曲线。选取铸件模拟温度曲线和实际测得的铸件测温曲线的相似度最高的模拟曲线,确定该合金的热物性参数。结果显示,在温度范围为800~1 300℃之间,反求之后的铸件温度曲线与实际温度曲线的相似度较高,误差小于5%。分别利用反求前、后的热物性参数去模拟铸件缺陷并且进行对比分析,反求之后的模拟结果更加符合实际情况,并且通过铸件切片试验得以验证。     

大块非晶合金的热物性及冷却过程的数值模拟

对大块非晶合金Zr4 1Ti14 Ni10 Cu12 .5Be2 2 .5(摩尔分数 )的比热容和导热系数进行了测量 ,发现在 15～ 35 0℃范围内 ,其比热容和导热系数随温度的增高而增大 ,二者的变化范围分别为 0 .386～ 0 .485kJ/ (kg·℃ )和 4.80～ 7.74W/ (m·℃ )。在深过冷区域的比热容和导热系数分别是 0 .5 9kJ/ (kg·℃ )和 9.5 5W / (m·℃ )。在对此合金的比热容和导热的系数测量和分析的基础上 ,利用这些参数对其冷却过程进行了数值模拟 ,并用楔形试样进行了验证。利用数值模拟可以预测Zr4 1Ti14 Ni10 Cu12 .5Be2 2 .5合金在水冷铜模铸造过程中的冷却速度 ,并依此判定是否能够获得非晶态铸件。     

等离子弧表面淬火温度场数值模拟精度分析

用ANSYS软件建立了等离子弧表面淬火的有限元模型并模拟了等离子弧表面淬火的温度场。研究了被淬火材料的物性参数和相变潜热对温度场模拟精度的影响。结果表明,如果模拟等离子弧表面淬火温度场时考虑材料的物性参数随其温度的变化和相变潜热的影响,则模拟得到的淬硬层分布形态及尺寸与实际基本一致。     

4JB1球铁曲轴的铸造温度场模拟

本文用ANSYS软件对江铃4JB1球铁曲轴的铸造温度场进行了三维数值模拟,比较了砂型、铁型及铁型覆砂三种铸型铸造时的温度场及冷却曲线,说明了铁型覆砂铸造的优点,并通过数值模拟确定了铁型各部分的覆砂层厚度及开箱时间,了试制成本,取得了较好的经济效益。     

TC21钛合金锻件淬火过程温度场及热应力场数值模拟

通过利用ANSYS有限元分析软件对TC21钛合金锻件淬火过程进行数值模拟,获得TC21钛合金锻件淬火不同时刻温度场分布及热应力场分布,以及锻件上所选节点温度、热应力随淬火时间的变化关系,并观察从锻件心部至边部的组织变化,研究冷却速率对组织变化的影响规律。结果表明,当淬火3600 s时,锻件表面已冷却至室温,而心部仍然保持较高温度;从锻件心部至表面冷却速度逐渐增加,并且越靠近表面,组织越细小。 淬火开始阶段,锻件各点热应力迅速升至最大值,随着淬火时间延长,锻件表面及心部热应力均逐渐减小,至淬火结束时,锻件最大残余应力仅为77 MPa。     

调整温度场消除球铁件缩松缺陷

介绍球铁件收缩、补缩行为，并根据温度场特点，分析球铁件凝固过程形成的热场不良元的原因。通过改变浇注系统，安放冷铁等工艺手段，建立良性温度场和理想的凝固条件，达到获得致密铸件的目的。     

铸铁JD—1热分析试样的优点和温度场特征的数值模拟

基于牛顿冷却换热的基本条件,实测了４种铸铁样杯的试样在共晶转变期间内试样中心与边缘之间温差的平均值。数值模拟的结果表明,温差值最小的试样,在热分析工作温度区间内,其径向温度梯度最小;使试样具有这种换热特征的样杯,有利于提高对冷却曲线上特征温度值的读取精度。     

激光焊接温度场数值模拟

深入分析了激光焊接小孔传热模型的特点，在此基础上选取合适的热源形式，研究了移动线热源和高斯分布热源作用下，准稳态与瞬态激光焊接温度场。利用MAT—LAB软件及ANSYS有限元分析程序对激光焊接温度场地分别进行了计算及模拟，并且将两种分析结果进行了比较。最后还将有限元的模拟值与实测值进行了对比分析，进一步验证了小孔模型与高斯热源在激光焊接温度场模拟中的适用性。     

球铁磨球凝固过程温度场的数值模拟

针对120mm球墨铸铁磨球的金属型铸造工艺,采用有限差分的方法,利用自主开发的模拟软件对磨球的凝固过程进行了温度场的数值模拟,预测了铸件在铸造中可能产生的缺陷位置,并对磨球内部产生缩孔的原因进行了分析。通过增加砂套,缩短内浇道,减小直浇道尺寸等对浇注系统进行了修改和优化,并对优化后的浇注系统进行了温度场的数值模拟。结果表明,优化后的浇注系统实现了顺序凝固,缩孔缺陷从磨球内部转移到了直浇道内,模拟结果与实际浇注结果相符合。     

热氢处理炉真空加热温度场数值模拟与分析

钛合金热氢处理技术是利用氢在钛合金中的可逆化作用,改善钛合金微观组织与机加工性能的一种新技术.其中,热氢处理炉是钛合金加热渗氢、脱氢的重要设备,加热均匀性和加热效率是加热室设计过程中需考虑的关键技术,会直接影响钛合金热氢处理过程中的效率和质量.针对适用于钛合金的热氢处理炉进行真空加热过程温度场数值模拟分析,建立真空加热...     

热轧带钢温度场的数值模拟

建立了带钢热连过程温度场的数值计算模型,该模型由轧制过程的二维ＦＥＭ模型和层流冷却过程后维有限差分模型组成,能够比较准确地描述带钢在热轧过程中的温度变化及温度分布情况,计算结果与实测值符合良好     

管道焊接过程的温度场数值模拟

以20#钢钢管的对接接头为研究对象,应用ANSYS软件,对其焊接过程的温度场进行了数值模拟,获得了其焊缝区的瞬态温度场以及各点的焊接热循环曲线.结果表明,起焊位置处各节点经历了两次升温过程,其它位置处节点只经历了一次;距离焊缝中心等距离的节点所经历的热循环过程呈现相同的变化规律;距焊缝中心远近不同的点所经历的热循环各不相同,节点越接近热源,温度升高越剧烈,所能达到的最高温度越高.     

轧臼壁铸件凝固温度场的计算机模拟

借助SolidWorks2005三维造型软件为轧臼壁进行三维造型，进行网格剖分，按照一定的时间间隔对铸件在不同时刻的温度场进行模拟，得到铸件温度场的分布规律。在此基础上，对轧臼壁的消失模铸造、砂型铸造加冷铁、砂型铸造不加冷铁3种铸造方法进行凝固温度场模拟，预测铸件缺陷出现的部位。模拟结果与实际生产情况一致，起到了指导生产的作用。     

热送热装工艺的数值模拟

为了研究热送热装工艺过程中铸坯的温度变化和热量得失,优化现场生产制度,以某钢厂的热送热装工艺为依据,利用有限元法建立了倒角坯冷却凝固、辊道运输和在炉加热的二维传热模型,并结合现场测温验证了模型的正确性。结果表明,铸坯在热送过程中会形成角部温度最低、窄面次之、芯部温度最高的类椭圆形温度分布;在炉加热过程中低温区域会由角部逐渐向芯部移动,会逐渐形成角部温度最高、芯部温度最低的类椭圆形分布。在炉加热时,铸坯在加热一段吸热量最大,约占总吸热量的52.01%,对加热影响最大;其次为加热二段,所占比例为35.26%,预热段和均热段吸热量较小。通过对热送热装工艺的数值模拟研究,发现现有工艺存在铸坯在炉加热时间过长的问题,现有工艺下铸坯进入均热段368 s即可出炉,可以通过调节生产节奏或降低炉温的方式,提高产量或降低加热炉能耗。