铝铜合金准固态力学行为和凝固过程应力应变及热裂纹数值模拟

作者研究了铝铜合金准固态力学行为和凝固过程应力应变及热裂纹形成规律,得到了以下主要结果:(1)阐述了准固态断裂应变和低强塑性区的物理本质和意义及准固态力学性能与热裂倾向性的关系;(2)确立了铝合金准固态建模方法,建立了Al-5．14%Cu合金准固态流变模型和力学本构方程;(3)模拟了有热节拘束端棒形件和应力框凝固过程应力、应变和热裂纹的形成规律。     

铸钢件的热裂

本文叙述了关于铸钢件热裂的研究历史;分析了铸钢件发生热裂的原因,以及影响热裂的因素和预防热裂发生的措施。     

铸件凝固过程中热应力场及热裂的数值模拟研究分析

简述了铸件凝固过程数值模拟的研究现状 ,重点介绍了铸件凝固过程中热应力场及热裂数值模拟研究的方法和发展趋势 ;指出了基于流变学模型的热应力场和热裂数值模拟是今后的热点研究方向之一。     

铸件热应力及热裂的数值模拟研究

铸件在铸造凝固过程中热应力场及热裂的数值模拟在实际的生产实践中起着十分重要的作用。本文综合国内外对铸造凝固过程中热应力及热裂数值模拟研究的现状，结合中北大学铸造工程研究中心的实际情况，指出了今后的研究方向和重点：建立适合铸造过程应力场数值模拟的模型，采用有限元软件ANSYS实现铸件热应力场的模拟分析，并计算残余应力。     

铸件热裂数值模拟研究进展

本文回顾了热裂数值模拟与预测的研究进展情况,着重突出了近年来用流变学理论来研究热裂、预测热裂的新方向。     

浅谈铸造过程应力的数值模拟

通过在生产中对铸造过程应力分析的重要作用,简单阐述了应力模型所需要的参数并进行了简单件应力的模拟分析,提出修改意见。     

铝合金铸热裂预测数值模拟研究进展

热裂是铝合金熔铸过程中常见的一种铸造缺陷,是工业生产大型均质无缺陷铸锭所面临的重要挑战之一.尽管经过几十年的研究提出了很多理论和模型,但是在对热裂本质的认识上仍存在很多不足和局限性.本研究从固液两相区的性能测量,数值模拟研究所需边界条件的设置,热裂判据的开发及数值模拟的应用等多个方面,总结了铝合金熔铸热裂预测研究中数值模拟方面的研究进展,并就其发展方向提出了建议.     

不同浇注方式下铸造风机主轴的热裂模拟及工艺优化

采用有限元模拟软件ProCAST中的热弹塑性模型,对不同浇注方式下铸造风力发电机主轴热裂缺陷的形成倾向进行了模拟.通过对计算结果的分析,最佳浇注方式是底注式浇注系统,最佳工艺是在法兰盘和铸件底部添加冷铁,可使铸件的热裂减小,并成功生产了性能符合要求的铸件.     

拨叉热裂数值模拟与分析

在采用熔模精密铸造生产拨叉的过程中,热裂是常见的铸造缺陷。为了充分分析热裂产生的原因,本文采用铸造仿真软件Procast对铸造过程进行模拟,对流场、温度场、应力场进行了模拟和分析,预测和分析热裂产生的位置,结果表明:拨叉铸造过程中,局部区域应力集中,在缩孔附近产生热裂纹。通过降低浇注温度,提高模壳预热温度,增大凸台过渡倒角,可以减小应力集中,从而避免热裂。     

NUMERICAL SIMULATION OF STRESS-STRAIN DISTRIBUTIONS FOR WELD METAL SOLIDIFICATION CRACKING IN STAINLESS STEEL

1.ItisknownthatweldsolidificationcrackingresultsfromthecompetitionbetweentheInaterialresistancetOcrackingandthemechAncaldrivingforceinthecon-rseofsolidificationOfweldmetal['--sJ.Essentially,weldmetalsolidificationcrackoccurswhenthemechanicaldrivingforceexceedsthematerialresistance.ThedrivingforceisthemechanicaltensilestainthatisdevelOPedinthetrailOfaweldPOolduetOweldmetalsolidificationshrinkage,thennalcontractionoftheparentmetalandtheexternalrestraintoftheweldedstructure.HoWever,analyzing…     

侧向凝固通道偏析的数值模拟

建立了二元系凝固过程通道偏析形成的数学模型,给出了描述焓与温度及固相分数耦合关系的表达式.在实验验证的基础上,对亚共晶与过共晶成分的NH4Cl-H2O侧向凝固通道偏析的形成位置与生长方向进行了数值模拟研究.模拟计算结果表明,偏析通道起源于糊状区,偏析通道中的富集溶质从糊状区流向液相区.为了维持偏析通道中的液体流动,枝晶间液体可通过糊状区从液相区得到补充.糊状区中富集溶质的流动方向取决于析出溶质的密度.NH4Cl-70%H2O侧向凝固时,析出的溶质密度较小,偏析通道倾斜向上生长,在糊状区上部形成A偏析.NH4Cl-90%H2O侧向凝固时,析出的溶质密度较大,在糊状区下部偏析通道倾斜向下生长.     

铝合金石膏型精密铸件凝固过程数值模拟与实验验证

应用自行开发的铸件充型及凝固模拟系统,对铝合金石膏型精密铸件的凝固过程进行了数值模拟。采用自行设计制备的多通道自动测温装置,对所模拟的铸件进行现场测温。为了提高模拟精度,对铸件铸型热物性参数进行了实测,并采用最小二乘法进行拟合。通过计算机模拟预测了铸件的缩孔区,分析了铸件缺陷产生的原因,提出了合理的工艺方案,消除了铸件内缩孔的发生。实验验证的结果表明,数值模拟结果与测试值拟合较好     

COUPLED NUMERICAL SIMULATION OF STEEL FLOW AND SOLIDIFICATION IN SOFT-CONTACT BILLET MOLD

A coupled model including electromagnetic field, fluid dynamic, heat transfer and solidification, is developed and applied to the numerical simulation of steel flow and solidification in a 100mm×100mm soft-contact mold. In this study, the 3D finite difference method and non-staggered grid system for fluid flow with body fitted coordinate were employed. Numerical results show that the electromagnetic force mainly affects the steel flow at upper part of mold, especially in the vicinity of meniscus. There exist upward flows covering the surfaces of the billet due to the concentration of electromagnetic force on the upper part of the billet. This flows join together and form a downward flow near the SEN, so a distinct circulating flow zone is formed at upper part of mold. After applying electromagnetic force, the steel velocity is improved and the temperature is raised. The strong stirring of electromagnetic force on liquid steel makes the kinetic energy on free surface increase. It is clearly seen that the     

方坯结晶器内钢液凝固及电磁制动的数值模拟

利用电磁流体力学（MHD）的基本理论及Bennon的连续介质模型,给出了方坯结晶器内钢液凝固及电磁制动的三维数学模型、磁场、流场和温度场的数值模拟表明,与钢液流场速度方向相反的电磁力是电磁制动的 直接原因;感生电流主要是集中在钢液入口处及其附近区域;电磁力能有效地改变方坯结晶器内的流场和温度场的分布,造成制动区域的下部呈现活塞流状态,降低了结晶器内高温钢液区域的温度梯度,提高了弯月面附近特别是上角部区域钢液的温度,减薄了上部凝固壳厚度。     

STUDY ON NUMERICAL SIMULATION OF CASTING THERMAL STRESSES BASED ON FDM

A system for the numerical simulation of 3D temperature and stress fields during casting process was studied, developed and practiced based on finite difference method (FDM) in this paper. An approach where the stress/strain and the heat transfer analysis use the same computational domain was presented, which avoided transferring temperature data between FDM and FEM nodes and elements. A slot-board steel casting was simulated and the calculated results are in agreements with those obtained from practical producing.     

连铸中间包内钢液流动与传热耦合过程的计算机模拟

在开发描述中间包全内钢度流动与热三维耦合数学模型的基础上，对实际中间包内的流动和传热和过程进行了计算机模拟仿真研究，考察有了／无流动控制情况下，自然热对流对中间包内钢液流动行为的影响，对流动控制装置的功能进行了分析与讨论。     

结晶器内连铸小方坯凝固过程及应力分布的有限元数值模拟

建立了结晶器内连铸坯凝固传热及弹塑性应力分析有限元数学模型,模型中引入与气隙相关的传热边界条件修正平均热流量方程考虑了材料力学性能,屈服函数随温度和应变速率的变化,研究了角度气隙对坯壳凝固行为和力学行为的影响。     

环形结构激光焊接凝固热裂纹的实验研究和数值模拟

以激光焊接平面环形结构时,在首尾段重叠焊接部分发生的凝固热裂纹为例,采用实验和数值模拟相结合的手段,从冶金和力学2个方面综合研究了环形焊缝凝固热裂纹的发生机理.对凝固热裂纹附近的微观组织进行观察,并用电子背散射衍射对裂纹附近晶粒尺寸进行测量,发现重叠焊缝中心部位晶粒粗大,而粗大晶粒导致焊缝金属凝固时韧性下降.利用有限元...     

板坯连铸结晶器内钢液过热消除过程的数值模拟

利用数值模拟方法研究了连铸结晶器内钢液的三维温度分布和传热,分析了水口浸入深度、水口侧孔倾角、结晶器宽度、拉速、钢液过热度、吹Ar、电磁制动及吹Ar量和电流强度等对结晶器内过热钢液的温度分布和传热的影响.结果表明,凝固坯壳前沿的最大热量传入处出现在结晶器窄面的钢液冲击点附近,钢液的大部分过热耗散发生在这一区域附近;过热钢液传递到凝固坯壳表面的热流量与拉速和过热度的增加成正比;吹Ar导致结晶器窄面冲击区域和宽面上部区域的热流密度增加;电磁制动有利于提高结晶器上部区域的温度,但对热流密度分布没有明显影响;吹Ar和电磁制动的双重作用使结晶器上部区域的宽面热流密度提高,冲击区域的热流密度分布没有明显变化.