大型铸钢件的热处理数值模拟与实验验证

对一重量为3323kg的大型车轮铸钢件的预备热处理过程进行了数值模拟分析。介绍了铸件的结构尺寸和铸件材料的热物性参数，以及数值模拟所需的初始条件和边界条件。模拟得到了热处理工艺的CCT曲线和铸件某些位置的冷却曲线，计算了铸件在整个热处理工艺中不同阶段的温度场、金相组织和力学性能的变化和分布状态。在铸件进行了实际热处理后测试了力学性能指标，实测结果与模拟结果基本吻合。实践证明，数值模拟技术是确定和优化热处理工艺参数的有效工具，能有效缩短工艺设计周期，降低生产成本，保证热处理质量，这对于单件小批量生产的大型热处理件具有更加实际的意义。     

压力容器的结构优化设计及其具体实现

基于有限元分析程序和iSIGHT软件平台，对一薄壁压力容器进行了结构优化设计，介绍了具体的程序集成方法和自动寻优过程，得到了优化的确定性设计方案。考虑设计变量的随机性质，考察了确定性设计方案的可靠性。为了提高设计方案的可靠性，进行了一系列的6σ稳健设计，探讨了设计方案的最优性与稳健性之间的辨证关系。     

316LN钢高温流动应力与动态再结晶模型

利用Gleeble热模拟压缩实验,研究316LN奥氏体不锈钢在温度950℃~1250℃、应变速率0.001s-1~1.0s-1下的高温变形特征,并测得相应的流动应力曲线。对实验数据进行计算拟合,建立加工硬化-动态回复和动态再结晶"两阶段"高温流动应力模型、动态再结晶百分数及晶粒尺寸模型。将所建模型写入有限元软件进行数值模拟,其结果与实验吻合,说明该模型准确可靠,可用于316LN热变形过程的数值模拟。     

316LN钢高温流动应力与动态再结晶模型

利用Gleeble热模拟压缩实验,研究316LN奥氏体不锈钢在温度950℃¹250℃、应变速率0.001s-11250℃、应变速率0.001s-1¹.0s-1下的高温变形特征,并测得相应的流动应力曲线。对实验数据进行计算拟合,建立加工硬化-动态回复和动态再结晶"两阶段"高温流动应力模型、动态再结晶百分数及晶粒尺寸模型。将所建模型写入有限元软件进行数值模拟,其结果与实验吻合,说明该模型准确可靠,可用于316LN热变形过程的数值模拟。     

抛丸器发展概况及研究动态

回顾了抛丸器的发展概况,各自性能和特点,并简要介绍了最新研制成功的螺旋进丸抛丸器及其螺旋分丸轮的结构特点,对比试验表明,螺旋进丸抛丸器是一种高效节能型抛丸器。     

Regularized determination of interfacial heat transfer coefficient during ZL102 solidification process

The interfacial heat transfer coefficient（IHTC） between the casting and the mould is essential to the numerical simulation as one of boundary conditions. A new inverse method was presented according to the Tikhonov regularization theory. A regularized functional was established and the regularization parameter was deduced. The functional was solved to determine the interfacial heat transfer coefficient by using the sensitivity coefficient and Newton-Raphson iteration method. The temperature measurement experiment was done to ZL102 sand mold casting, and the appropriate mathematical model of the IHTC was established. Moreover, the regularization method was used to determinate the IHTC. The results indicate that the regularization method is very efficient in overcoming the ill-posedness of the inverse heat conduction problem（IHCP）, and ensuring the accuracy and stability of the solutions.     

低压铸铝件缩孔缺陷数值模拟与工艺改进

目的 为了避免铝合金盖板低压铸造过程产生的缩孔缺陷,对盖板结构进行分析。方法 采用数值分析技术,对盖板低压铸造过程进行数值模拟,将模拟结果与实际铸件缺陷进行对比,分析缩孔缺陷的产生原因。为消除铸件缩孔缺陷,在模具内增设冷却水道,并对该工艺进行模拟分析。结果 铸件凝固过程中,当合金固相率达到75%时,铸件特征位置处的补缩通道开始陆续关闭,形成了孤立液相区,导致凝固结束时形成缩孔缺陷。当模具内增设冷却水道后,铸件的缩孔体积分数由3.5%下降到0.8%。结论 通过在模具内增设合理的冷却水道,能加快铸件厚大部位的凝固速度,有利于实现顺序凝固,从而避免缩孔缺陷,提高铸件质量。     

基于CFD技术的超音速喷嘴两相流破碎机制研究

采用CFD(computational fluid dynamics,计算流体力学)软件系统研究超音速气雾化喷嘴两相流的雾化过程。利用VOF(volume of fluid,流体体积)函数两相流模型模拟验证金属液不同质量流率下的2种初级破碎模式,并研究雾化压力和液体表面张力对金属液初级破碎过程的影响。模拟结果表明:金属液质量流率较小(0.053 kg/s)时,初级破碎模式为液膜破碎,金属液质量流率较大(0.265 kg/s)时,初级破碎模式为"微型喷泉"破碎;随雾化压力从0.5 MPa增加到1.5 MPa,初级破碎程度加剧,但雾化压力过高反而会削弱雾化效果;将金属液表面张力由1.2 N/m降至0.4 N/m,初级破碎时能够获得尺寸更细小的液滴,通过随后的二次破碎形成更加均匀细小的液滴,从而获得高质量的沉积锭。     

压铸镁合金方向盘浇注系统的数值模拟

压铸工艺中浇注系统的设计往往有多种可供选择的工艺方案.为了获得合理的方案,本文利用MAGMAsoft软件模拟了浇注系统位置及尺寸对镁合金方向盘铸件质量的影响.通过分析模拟结果,确定了较合理的浇注系统,使铸件缩孔倾向明显减小,改善了铸件质量,可为类似铸件的生产提供参考.     

铸造钢锭宏观偏析的数值模拟

铸钢凝固过程的溶质再分配是产生宏观偏析的根本原因.利用数值模拟技术,对一个采用垂直定向凝固工艺的钢锭进行了铸造过程模拟分析,考虑了材料参数和边界条件的非线性特征,以及凝固过程中液态金属的自然对流和溶质扩散,预测了钢锭各部位的凝固时间和硫元素宏观通道偏析的位置和偏析程度,模拟结果与相关文献的实验结果基本一致.模拟结果表明,为保证钢锭质量,应从优化钢锭结构和铸造工艺两方面入手,达到减轻宏观偏析、提高钢锭利用率的目的.