基于感应加热的镁合金带内筋筒形件热强旋旋前温度场研究

对于镁合金带内筋筒形件的热强旋成形,旋前管坯的温度场分布对成形过程中的材料流动及旋压件的成形质量具有重要影响。基于多物理场耦合软件COMSOL,建立了ZK61镁合金带内筋筒形件热强旋旋前管坯电磁感应加热模型,模拟分析了不同感应加热参数条件下管坯温度场的分布情况,并通过实验验证了模型的可靠性。研究结果表明:相比电流强度,电流频率对管坯表心温差的影响更为显著,随着电流频率及电流强度的增加,管坯表心温差均逐渐增大;感应线圈的匝数及线圈与管坯的间距对管坯表心温差的影响较大,随着线圈匝数的增大,管坯表心温差近似呈指数形式增加,线圈与管坯的间距越大,管坯表心温差越小。     

基于ANSYS的连铸坯感应加热温度场数值模拟

应用感应加热理论,建立了电磁场与温度场耦合的有限元数学模型,利用大型通用有限元分析软件ANSYS对钢坯的感应加热过程进行了模拟分析,得到了随时间变化的工件温度分布图,并分析了感应加热整个温升过程的特点与影响因素,结果表明,通过调整加热装置的频率、激励电流等工艺参数,可以达到铸坯均温的目的。     

铁硅铝磁粉芯磁导率的研究

采用粉末冶金法制备铁硅铝磁粉芯,研究了绝缘粘结剂用量、成型压力、退火温度和磁粉粒度对铁硅铝磁粉芯磁导率的影响.结果表明,随着绝缘粘结剂用量的增多,磁粉芯的磁导率减小;去应力退火有助于提高磁粉芯的磁导率,随退火温度的升高,磁粉芯的磁导率增大;随着磁粉粒度及成型压力的增大,磁粉芯的磁导率增大.     

连铸坯在加热炉内的温度场数值模拟

采用MSC.Marc有限元模拟软件对加热钢坯进行埋偶试验,得出加热炉内部的实际炉气温度,并以此为边界条件。以钢坯入加热炉时的温度为初始条件,建立钢坯在加热炉内的三维温度场模型;计算钢坯在步进式加热炉内的温度场变化情况,得出不同热装温度的钢坯在加热炉内的温度变化;优化实际生产中的加热工艺。该研究为提高工厂生产效率,节约能源起到指导作用。     

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 摘 要 本文建立了钢坯在步进梁式加热炉中加热过程的温度模型,采用控制容积法建立钢坯截面的二维传热数学模型,最终预报钢坯横截面温度分布随加热时间的变化规律。炉气与钢坯表面的换热方式主要考虑辐射传热,用Matlab语言编写了温度场的计算机程序。以宽厚板轧机钢坯加热炉“黑匣子”温度测试数据为基础对钢坯温度进行模拟,将模拟温度与实测温度对比后证明模型预报精度较高,基本满足预报要求。     

富氧燃烧条件下钢坯加热特性的数值模拟

以某轧钢厂步进式加热炉为研究对象,利用Fluent软件对炉内气相流动与燃烧和钢坯加热过程建立数学模型,并开发了用户自定义函数处理钢坯移动。炉膛内气体流动采用Realizable k-ε模型,燃烧过程采用非预混燃烧模型,辐射传热采用DO模型来计算。通过所建立的数学模型,模拟研究了氧气体积分数为21%～35%的助燃气体与燃料燃烧对钢坯加热特性的影响。结果表明,随着氧气浓度的增加,燃烧区的烟气温度逐渐升高,导致钢坯具有更快的升温速率;由于富氧燃烧在燃烧区产生了更均匀的温度场,因此在氧气浓度为35%时,钢坯的黑印温差仅为15 K,比空气工况下的黑印温差低了20 K;当助燃气体中氧气体积分数从21%增加至35%时,钢坯的辐射传热量也随之增加,加热炉热效率从41.1%提高至48.4%。     

钢坯加热过程板坯内部温度预报与试验验证

建立了钢坯在步进梁式加热炉中加热过程的温度模型,采用控制容积法建立钢坯截面的二维传热数学模型,最终预报钢坯横截面温度分布随加热时间的变化规律。炉气与钢坯表面的换热方式主要考虑辐射传热,用Matlab语言编写了温度场的计算机程序。以宽厚板轧机钢坯加热炉"黑匣子"温度测试数据为基础对钢坯温度进行模拟,将模拟温度与实测温度对比后证明模型预报精度较高,基本满足预报要求。     

步进梁式加热炉炉温设定策略研究

为了提高钢坯加热质量和加热炉节能降耗,研究了钢坯加热特点,建立了钢坯内部温度场预报模型.利用有限元分析软件模拟了加热炉加热钢坯过程.以钢坯内部温度场模型和有限元分析为依据,把钢坯内部温度场与加热炉温度设定联系起来,再现钢坯内部传热情况和温度场分布,求得钢坯加热炉炉温设定最佳节能策略.该研究为进一步分析钢坯加热参数和加热炉节能控制提供研究手段和参考依据.     

钢坯内部温度场动态预报模型及ANSYS分析研究

从能量守恒定律出发,通过有限差分的数值求解法建立了钢坯内部温度场的预报模型;并根据钢坯加热的特点.引入ANSYS有限元分析对钢坯加热过程进行建模分析,再现了钢坯加热过程的钢坯传热情况和温度场分布,为进一步分析钢坯加热参数和加热炉加热制度提供重要研究手段和参考依据,从而实现钢坯加热的温度场预测和控制的目的.     

不同热装方式下铸坯温度分布研究

采用有限元软件对步进式加热炉内钢坯加热过程进行分析计算,建立铸坯加热温度场模型,计算不同热装条件下铸坯中心与表面的温度变化曲线。以铸坯1/4断面为研究对象,分析铸坯断面全流程温度分布,得到连铸坯表面温度、角部温度、心部温度的变化曲线。模拟分析不同热装方式装炉的铸坯在加热炉内的加热升温情况,提取铸坯表面和中心位置的加热曲线。模拟加热炉内加热过程,为降低铸坯断面温差、加热炉能耗以及提高生产效率提供依据。     

帘线钢坯中心碳偏析的热扩散规律研究

针对钢帘线生产对碳偏析程度的要求,通过对72A帘线钢小方坯进行热扩散试验,摸索了加热参数对中心最大碳偏析度的影响规律,以期指导钢坯加热工艺的制定.结果表明,72A帘线钢连铸小方坯的最大碳偏析均出现在其几何中心区域;延长热扩散时间和提高保温温度,均有助于中心碳偏析的改善;采用1060 ℃保温10 h与1160 ℃保温6 h,中心碳偏析的热扩散效果相当,基本都可以满足钢帘线生产需要;1060 ℃保温时的热扩散回归方程显示,试验钢条件下,通过热扩散彻底消除中心碳偏析,几乎不可能也不现实,只能作为改善中心碳偏析的弥补手段.     

SWRH72B-S绞线钢连铸小方坯凝固温度场数值模拟

为研究适于6号连铸机的凝固传热模型,通过实际生产数据对相关参数进行修正,并通过低碳焊丝钢铸坯白亮带、液芯宽度、空冷段铸坯表面温度进行分析研究,验证了准确性。并且对拉速、过热度以及比水量进行计算分析,得出它们对铸坯表面温度、液芯末端位置的影响程度。结果表明,采用符合特定连铸机的凝固传热模型,并利用模型对生产工艺进行了探讨,可以提高铸坯内部质量。     

铁磁性材料感应加热过程的数值分析

基于以磁场强度和温度为变量的非线性材料物理性能模型,利用有限元软件Flux对铁磁性圆棒料的感应加热过程进行了数值分析,研究加热过程中温度、磁场强度的变化规律及对材料性能参数的影响。同时,搭建了感应加热实验研究平台,测得圆棒料若干点的表面温度和电源输出的有功功率曲线,与计算结果进行了对比分析,结果表明,模拟结果和实验测量数据十分吻合。验证了数值分析中所采用的材料物理性能模型的准确性,为今后铁磁性材料感应加热系统的设计提供了理论依据和实验基础。     

Finite-element simulation of moving induction heat treatment

An efficient finite-element procedure with a remesh scheme has been developed for the analysis of the moving induction heat treatment process, wherein relative motion occurs between the coil and the workpiece. In this procedure, the magnetic field is first simulated by using an updated mesh that tracks the moving coil position; the moving heat source within the workpiece material is derived from the magnetic field. The heat equation is then solved to obtain the temperature field created by the heat source. The procedure has been applied to calculate the temperature distributions in 1080 carbon steel cylinders during induction heating. The calculations have been validated by comparison with analytical solutions for the temperature distribution obtained using Green’s function methods. Finally, the temperature, residual stress, and microstructure distributions in quenched 1080 steel cylinders have been obtained using the finite-element procedure. Quenching of the heated cylinders, by both a moving cooling ring and a stationary liquid bath, has been analyzed. The finite-element procedure presented incorporates temperature-dependent material properties, phase transformations occurring in the 1080 steel, the change in magnetic permeability of the 1080 steel at the Curie temperature, and an elastoplastic stress model based on a mixed hardening rule. The simulation results demonstrate that the finite-element procedure could be applied to a variety of moving induction heat treatment problems to determine the residual stress and microstructure distributions in the heat-treated component. It also could be used in the design of process parameters and coils.     

横向磁通连续感应加热过程中带材涡流场和温度场的仿真分析

基于新型磁-热耦合仿真计算方法,在考虑带材材料物性参数随温度变化的前提下,以45钢带材为例对横向磁通连续感应加热过程中带材表面涡流和温度的分布情况进行了模拟和计算,并与不考虑材料物性参数随温度变化及15MnV钢带材在相同条件下连续感应加热这两种情况进行了对比。结果表明:带材材料物性参数随温度产生的变化对感应加热结果影响较大,且45钢和15MnV钢计算得到的感应加热工艺参数存在较大差异。      

新型无芯碳纤维电热元件的失效分析及其制备工艺优化

对失效的碳纤维无芯电热元件进行综合分析,失效特征和显微结构分析结果表明,电热元件的高温定型以及脱芯工艺直接影响着其成品的寿命及电热特性.开发了适用于无芯碳纤维电热材料的高温热处理设备和新型的脱芯工艺.经测试,优化工艺之后的无芯电热元件的表面温度均匀性及工作寿命均有较大提高.     

罩退炉温度场模拟与高碳钢8CrV球化退火工艺研究

边界对流换热系数和钢卷径向等效导热系数是影响燃气罩式退火炉内传热的两个最主?问１疚耐ü⒏志硭蔡却加邢拊抡婺Ｐ停哉质酵嘶鸸讨械奈露瘸》植冀辛四Ｄ饧扑恪ＤＰ透菔导释嘶鸸ひ涨呃词┘颖呓缣跫哂幸欢ǖ募扑憔取＝岷戏抡婺Ｐ偷募扑憬峁贫烁咛季馄?CrV的球化退火工艺,获得了良好的球化退火组织,该钢的屈服强度、抗拉强度和布氏硬度等力学性能参数均得到明显改善。     

汽车发动机用铝硅合金的半固态成形工艺

采用斜坡法制备了Al-20Si-3Fe合金坯料,并对合金坯料进行二次加热、触变成形和固溶时效处理,研究了二次加热温度和保温时间对半固态合金坯料组织的影响,并对比分析了触变成形和固溶时效处理对合金组织与性能的影响。研究结果表明, Al-20Si-3Fe合金适宜的二次加热工艺为：加热温度580℃,保温30 min;3种状态下合金的强度和硬度顺序从高到低依次为：热处理态>触变成形>铸态,其中,热处理态和触变成形态合金的塑性相当,且都高于铸态合金。     

70Cr3Mo钢支承辊热处理断裂的原因分析

对于尺寸较大的高碳合金钢轴(辊)类件而言,外圆表层在快速加热喷冷淬火时,一定深度的表层部分会因为相变而产生体积膨胀,从而使心部承受拉应力。加热温度越高、冷却越激烈,则淬硬层越深,心部拉应力就越大。但喷淬过程中心部温度尚处于较高状态,可以通过应变使这种应力得到协调或松弛,因而一般不会造成开裂。心部的这种开裂常常发生在热处理后的放置过程中,即所谓"置裂"。本文运用常规金相分析的方法,确定70Cr3Mo钢支承辊的断裂属于置裂并具体指出该支承辊发生置裂的主要原因是:最后热处理加热温度偏高,导致淬层马氏体粗大、残余奥氏体增多。     

基于光纤激光器不锈钢切割速度计算方法研究

针对目前激光器切割不锈钢板时切割速度计算精度低的问题,首先分析不锈钢的材质特性,运用MATLAB软件对不同温度下比热容和热导率数值进行数据拟合,分别得到比热容和热导率与温度的函数关系;然后分析激光器切割不锈钢板过程中的能量传递规律,结合能量守恒定律建立了热平衡方程,即材料所吸收的总能量等于切缝材料加热至熔点吸收的能量、热传导损失的能量和材料的熔化潜热之和,推导出切割速度与其他工艺参数的函数关系式;最后在激光切割机上进行实验。切割实验结果表明:计算得到的切割速度与实验得到的最佳切割速度十分吻合,该方法可以指导实际加工。