铝电解槽三维电热场耦合分析

利用有限元软件ANSYS,建立了包含摇篮架在内的铝电解槽完整的有限元模型。针对沈阳铝镁设计研究院设计的300kA铝电解槽,进行了三维电热场耦合分析。模拟结果说明所建模型是正确的,为电解槽的优化设计和改造提供参考。     

两种车轮轮辐结构的强度比较

目前在用的汽车轮辐在螺栓孔和通风孔周围容易出现疲劳断裂，为此，对在用的轮辐进行优化设计，即在螺栓孔之间增设径向加强筋，在通风孔周围压鼓包。利用ANSYS有限元分析软件对优化设计前后的轮辐进行强度校核，验证了优化后的轮辐比优化前的轮辐具有较高的强度，从而提高轮辐的使用寿命。同时也说明，在两种轮辐强度基本相同的情况下，优化后的轮辐可采用较薄的厚度，以实现轻量化要求。     

优化设计前后波纹管位移补偿能力的有限元分析

在不同工况下对波纹管进行应力应变分析是评估其对各种工况承受能力的基础和重要组成部分,非线性限元计算能够有效地解决传统的解析法无法计算的波纹管弹塑性大变形范围内的载荷—应力响应问题。对波纹管进行结构优化设计,利用ANSYS有限元软件分析优化设计前后波纹管达到轴向极限位移时的应力和位移,结果表明,在相同条件下,优化前后的波纹管达到轴向极限位移时的应力均未超过抗拉强度,而优化后波纹管的轴向极限位移比优化前的大3mm左右,说明优化设计后的波纹管具有更好的位移补偿能力,从而能够节约成本。     

连续退火炉冷却气体流场和传热特性的数值模拟

利用数值模拟软件ANSYS-CFX对带钢连续退火炉不同冷却气体的流速、不同喷嘴的倾角、间距及个数情况下冷却气体的流场和传热特性进行模拟,模型建立和网格的划分采用ICEM-CFD,以常温下空气为工作介质,计算结果表明喷嘴的最佳结构为入射角30°,间距为6 mm.同时为使试样宽度方向的冷却均匀,采用间距为130 mm的两对喷嘴,由于上喷流的形成,采用两对喷嘴的换热系数分布更均匀.计算结果为喷嘴的设计提供理论指导.     

再生核质点法模拟切分轧制过程

为保证大变形弹塑性分析的稳定性,采用随材料变形的拉格朗日物质形函数分析了整个切分轧制过程。在整个变形过程中,物质核函数的影响域包含相同的节点数,通过坐标转换方法满足本质边界条件。求解了切分轧制极端变形过程,研究了不同切分楔夹角和轧件宽度对切分后轧件弯曲度的影响,数值模拟结果与实验数据吻合良好。     

22MnB5钢锌基镀层加热过程中组织演变及裂纹形成

锌基镀层热冲压技术面临的一个主要问题是液体金属致脆。镀锌钢板在奥氏体化和随后的冷却过程中，基体和镀层之间由于Fe、Zn、Al等元素的扩散以及Zn的溶解、氧化和挥发，镀层的化学成分和微观组织发生一系列变化，不仅影响后续的焊接和抗腐蚀性能，而且影响冲压后裂纹的形成和扩展，因此，了解镀层组织在加热、保温及冷却过程的组织演变是探索裂纹形成和扩展机理的基础。利用试验方法对锌基镀层在加热过程中的组织演变进行研究，并对热成形过程中裂纹形成机理及如何避免裂纹进行探讨。     

板坯稳态立轧过程的RKPM无网格法数值模拟

将一种新的数值模拟方法--再生核质点无网格法用于三维稳定状态板坯立轧过程的数值模拟,在入口处插入一层超薄单元处理速度不连续奇异点;由于无网格方法的形函数不是插值函数,利用罚函数法满足本质边界条件。由于立轧时接触区附近局部塑性变形严重,所以对内部的高斯积分点采用双线性一致性条件,而接触表面的高斯点采用线性一致性条件;对摩擦条件进行特殊的处理以避免由于摩擦切应力在中性点发生突变而引起的数值问题。计算了板坯立轧后的狗骨形,计算结果与文献中的试验数据吻合,并对主要场变量进行了分析。     

三维稳态板轧制过程的再生核质点法模拟

介绍了用再生核质点法求解刚塑性可压缩材料体积成形的基本原理,利用罚函数满足本质边界条件,积分过程采用有限元背景网格,对边界和内部采用不同的高斯积分求解方案,采用砖形影响域的张量积核函数。模拟求解了三维稳定状态板轧制过程,并将模拟结果与文献中的实测值和刚塑性有限元求解结果进行了比较,结果吻合良好,为解决具有网格畸变问题的体积成形过程奠定基础。     

形变热处理工艺对403Nb马氏体耐热钢组织和性能的影响

403Nb是一种马氏体耐热不锈钢,主要用于制作火电机组汽轮机叶片,该钢是在AISI 403不锈钢的基础上,通过添加一定质量分数的Nb和V 发展起来的。通过与传统热处理工艺对比,研究了形变热处理工艺(即高温固溶后在奥氏体亚稳态区变形后空冷)对马氏体耐热钢403Nb的组织和性能的影响。结果表明：形变热处理可以使403Nb钢组织明显细化,马氏体板条宽度由传统热处理的0.3 μm减小到0.1 μm,而且生成大量弥散的纳米级MX碳化物。形变热处理对403Nb钢组织改变的直接结果是可以大幅度提高403Nb钢的屈服强度,在常温拉伸时由传统热处理的800 MPa提高到1 180 MPa,在高温(700 ℃)拉伸时由246.5 MPa提高到341.4 MPa,其屈服强度分别提高了47.55%和38.5%。     

300 kA铝电解槽三维电热场电位ANSYS分析

利用有限元软件ANSYS，建立了包含工字钢部分在内的铝电解槽几何模型。针对沈阳铝镁设计研究院设计的300kA铝电解槽，进行了三维电热场耦合分析。在本文中，就其中的各部分的电位分布做了细致的分析，为研究铝电解槽节能、采用新材质分析提供了准确高效的方法。