镐形截齿感应热处理后硬度组织分布的计算机模拟及实验验证

采用梅尼尔模型与有限元模拟相结合的方法,对感应热处理后截齿的硬度以及组织进行了预测预报.并对模拟结果进行了实验验证.在模拟过程中以普通加热近似处理感应加热,通过合理选择钢的热物性参数、换热系数,表明模拟结果和实验结果有很好的一致性.     

钢轨全断面在线感应加热温度场数值模拟

利用有限元软件ANSYS,对钢轨全断面在线感应加热时的温度场进行数值模拟,分析了在线感应加热过程中钢轨内部温度的变化规律.通过实验与模拟结果对比发现,温度场的模拟结果与实验结果吻合度很好,对后续的工艺和设备的优化起到了一定的指导意义.     

半固态铝合金感应加热工艺参数的模拟研究

应用改进的ANSYS软件对ZL101铝合金试样在各种不同工艺参数下（如保温时间、电流密度、频率、试样形状等）的感应加热温度及温度均匀性进行了模拟。实验发现加热毕后停留时间、线圈的电流密度、试样形状等对模拟结果有很大影响。同时在相同加热参数条件下，对模拟所得结果与感应加热的实测数据进行了比较，结果两者较为吻合，表明计算机模拟是成功的。     

A356铝合金半固态重熔温度场的有限元模拟

对A356铝合金非树枝晶坯料在不同感应加热条件下的温度场进行了有限元模拟。发现频率，保温时间及试样尺寸等均对温度场有明显的影响。实验得出铝合金半固态感应加热时最好采用中频（640－1000Hz。应用有限元法对尺寸不同的铝合金试样的实际感应加热温度及其分布进行模拟，结果与实测结果吻合较理想。     

电源频率对感应加热过程影响的模拟试验及验证

运用有限元分析软件Deform对钢管的感应加热建立有限元模型,针对不同频率下的感应加热过程进行了模拟,分析了频率对感应加热影响,对感应加热过程中钢管内外表面的温差变化及加热效率进行了计算与比较,总结了设计中频率选择的规律。并通过钢管的加热试验,验证了模拟结果与试验结果一致。     

无模拉拔感应加热比功率分布函数的理论计算及应用

建立无模拉拔多匝感应线圈加热的比功率分布函数解析模型;提出一种采用图形拟合并结合遗传反求算法确定加热比功率分布函数中待定函数的方法,以镍钛合金无模拉拔为例,确定了一定感应加热条件下,工件的感应加热比功率与感应加热电流、轴向相对位置和工件半径之间的关系;利用所建立的感应加热比功率分布函数,作为镍钛合金无模拉拔成形有限元模拟的热边界条件,计算获得了工件表面温度场,且计算结果与实验结果吻合较好,最大相对误差为7.4%。     

电源频率对钢管感应加热过程影响的模拟试验及验证

运用有限元分析软件Deform对钢管的感应加热建立有限元模型,针对不同电源频率下的感应加热过程进行了模拟,分析了频率对感应加热影响,对感应加热过程中钢管内外表面的温差变化及加热效率进行了计算与比较,总结了设计中频率选择的规律。并通过钢管的加热试验,验证了模拟结果与试验结果一致。     

电磁感应加热冒口对铝合金铸件补缩效果的研究

通过三组对照试验,探究了有无感应加热冒口以及感应加热冒口有无加热套等情况下冒口对ZL101铝合金圆柱形铸件补缩效果的影响。试验研究结果表明:感应加热冒口可改变冒口的温度场,感应加热冒口对铸件的补缩效果明显优于无感应加热的冒口,它使冒口内的金属液顺利地补缩铸件,从而消除铸件内部的缩孔缩松缺陷。带有钢套的电磁感应加热冒口与无钢套的电磁感应加热冒口相比,其补缩效果更好。本文还对感应加热冒口的补缩效果进行了模拟研究,试验结果验证了模拟结果的准确性。     

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。      

基于ANSYS模拟预测S45C钢轴感应加热工艺参数

基于ANSYS有限元法对感应加热过程中电磁场和温度场进行了耦合分析,通过模拟得到了感应加热过程中频率f、电流密度Js和加热时间t等重要工艺参数之间的关系曲线,制定了预测工艺参数的确定方法。针对S45C钢轴类工件的技术性能要求提出了试制工艺参数,进行了感应淬火试验及相应的ANSYS有限元模拟,结果表明轴径向的温度模拟结果与硬度梯度曲线试验结果存在一致性。     

狭缝节流静压气体止推轴承性能研究

为研究狭缝节流气体止推轴承流场特性,利用运动方程、连续性方程及气体状态方程推导了流场的压力分布公式、质量流量公式和最佳刚度条件,并在一定的参数条件下计算了轴承的承载和刚度。理论分析和计算结果表明,在其他参数相同的条件下,轴承的承载力和质量流量随狭缝的宽度的增加而增加;随着狭缝深度的增加而减小;在其它结构参数相同的条件下,随着狭缝深度的增加,最大刚度对应的气膜厚度逐渐减小,最大刚度值增加;随着狭缝宽度的减小,最大刚度对应的气膜厚度逐渐减小,最大刚度值增加。     

重型车辆发动机电镀Cr活塞环的摩擦学性能

利用SRV试验机模拟重型车辆发动机电镀Cr活塞环/缸套摩擦副的工作状态,测试了不同条件下摩擦副的摩擦因数和磨损量.采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析了磨痕形貌和表面化学成分,研究了电镀Cr活塞环的磨损机制.结果表明,随载荷的增加,摩擦副的摩擦因数减小,总失重量增加.随滑动频率的增加,摩擦副的摩擦因数减小,总失重量先减小后增加,滑动频率为20 Hz时,总失重量达到最小值.随温度的升高,摩擦副的摩擦因数增大,总失重量增加.活塞环和缸套的磨损机理以磨粒磨损为主,在高载荷,高频率或高温条件下,活塞环的磨损机理转变为磨粒磨损和黏着磨损.     

卷筒轴端疲劳失效分析及其改进

针对某种卷取机卷筒的典型结构建立了卷筒的三维有限元模型,该模型考虑了卷筒实际工作时的循环加载特点,对卷简四种典型工况进行分析。通过仿真分析得到了卷筒实际加载情况下的应力、应变分布及卷简循环工作条件下的疲劳强度,分析结果表明卷筒在叉头部存在应力集中和安全系数低,并对卷筒结构进行了改进,减小卷筒轴端又头长度,改进后的卷筒使用效果良好。     

两种边界条件设置方法在ISPH中的比较

以平板驱动二维腔剪切流作为标准算例,对比考察镜像虚粒子与静态虚粒子两种边界设置方法,分别在两种不可压缩流SPH(ISPH-DF与ISPH-DI)中的应用。结果显示,采用静态虚粒子边界,计算精度更高;ISPH-DF算法较ISPH-DI法更加稳定。     

气相氧化法制备氧化锌的结晶形貌

研究了锌蒸气高温气相氧化条件对氧化锌结晶形貌的影响结果.结果表明:气相氧化法制备的氧化锌有无定形、颗粒状、单针状、四针状、多针状等5种典型的结晶形貌;这些结晶形貌与原料锌粉的粒度及表面状态没有直接联系,但都强烈地依赖于锌蒸气氧化时的物理化学环境;在不同的氧分压下,锌蒸气具有不同的氧化行为,由此导致了不同形貌的氧化锌结晶;通过改变制备条件可以有效地调控氧化锌的结晶形貌.     

Microfabrication and Performance of Annealed NiTi Shape Memory Thin Films by Sputtering for Microdevice Applications

SINCE NiTi alloy is one of the promising candidatesfor sensors and actuators due to its excellentmechanical properties[1-9].Nickel-titanium shapememory thin film is expected to become one of thepromising materials for microdevice applications[1-14],which demonstrates advantages of low cost,fastresponse,and large output energy density.In thisresearch,we will focus on microfabrication andperformance of annealed nickel-titanium shapememory thin film with preferred structures for micro-device ap…     

螺母副摩擦热对高速空心/实心滚珠丝杠热特性影响分析

针对滚珠丝杠的热变形问题,提出了一种采用通有冷却油的空心滚珠丝杠。通过理论计算了螺母副摩擦热及热边界条件,运用ANSYS有限元分析软件首先对空心/实心滚珠丝杠温升与载荷、温度与转速的关系进行了分析,然后分析了冷却油的流速对空心滚珠丝杠温升的影响,最后对比分析了空心/实心滚珠丝杠的变形情况。结果表明:通有冷却油的空心滚珠丝杠在高速高载荷的工况下更优于实心滚珠丝杠。     

Effect of tool edge geometry and cutting conditions on experimental and simulated chip morphology in orthogonal hard turning of 100Cr6 steel

Understanding chip formation mechanisms in hard turning is an important area of research. In this study, experiments with varying cutting conditions and tool edge geometry were performed concurrently with finite element simulations. The aim was to investigate how the two mechanisms reported in literature namely—surface shear-cracking (SCH) and catastrophic thermoplastic instability (CTI) contribute to overall chip geometry and machining forces. By varying tool edge geometry and cutting conditions predominance of one over another is discussed. The calculation prescribed by Recht [Recht, R., 1964. Catastrophic thermoplastic shear. J. Appl. Mech. 31, 189–193] for representative cutting conditions resulted in a small critical cutting speed of 0.034 m/min indicating CTI was operative in the range of cutting conditions tested. FEM simulations were conducted on a subset of experimental conditions. Chip geometry and forces were compared between experiments and simulations. The experimental results indicated that SCH predominated in a majority of conditions. However, formation of saw-tooth chips in the FEM simulations established the occurrence of CTI also. Specifically, the edge radius did not alter chip geometry parameters. However, machining forces decreased with cutting speed and chip formation frequency increased linearly with cutting speed. A more negative rake angle also increased the chip pitch. The findings also indicate that only an intrinsic length scale governs saw-tooth chip formation in hard turning.     

Optimization of casting conditions for heat and abrasion resistant large grey iron castings

Numerical simulation technology was applied for optimizing the casting design and conditions in large cast iron castings for marine engine. By the simulation of mold filling and solidification sequences the problems of the previous casting conditions were analyzed and marked improvements for large cylinder liner parts were derived from these results. Especially the amount and positions of chills were optimized to increase the mechanical properties and to minimize the shrinkage and microporosity in the castings. Ultrasonic testing, penetration testing and mechanical property testing were carried out for the parts with the modified casting conditions. It showed that no defects in the castings were found and the productivity could be distinctly increased. The mechanical properties satisfied also the specification demanded.     

表面状态对690TT合金腐蚀及应力腐蚀行为的影响

采用扫描电镜、原子力显微镜和表而粗糙度测量仪对具有不同表面状态的690TT合金表面形貌进行了表征与比较。采用零电荷电位测量、动电位扫描和电化学快慢扫描等方法对不同的690TT合金的腐蚀行为进行了比较。结果表明,与机械抛光样品相比较,打磨样品表面起伏较严重,拥有更大的表面粗糙度值;在相同的腐蚀环境中,打磨样品比机械抛光样品表现出更大的腐蚀速度和更高的应力腐蚀开裂敏感性。分析认为,单纯的表面较大粗糙度和残余应变均能够促进690TT合金的腐蚀。实验中打磨690TT样品表现出的较高腐蚀速度和应力腐蚀开裂敏感性是由其较大的表面粗糙度和表面残余应变综合影响结果。