连续驱动摩擦焊接过程的三维与二维数值模拟对比分析

建立了连续驱动摩擦焊接过程的三维和二维刚塑性热力耦合模型.在三维模型中考虑了摩擦面上环向摩擦力对摩擦焊接过程的影响.计算了GH4169合金棒材连续驱动摩擦焊接过程的温度场、应力场及变形场.将三维模型计算结果和二维轴对称模型的计算结果及试验结果进行综合对比分析.研究发现,三维模型和二维轴对称模型的温度场计算结果相差不大,并且都和试验结果吻合得很好;但与二维轴对称模型相比,三维模型由于考虑了环向摩擦力,其等效应力计算值更大,也更合理,其飞边形状和轴向缩短量的计算结果更接近试验结果.三维模型能更好地模拟摩擦焊接过程.     

考虑对流和辐射的铸件凝固过程研究

在已有的铸造凝固过程计算机模拟基础上,考虑了对 和辐射对凝固过程热传递的影响。开发出在铸件凝固过程中综合考虑热传导、热对流和热辐射的计算程序。针对热残余和的计算。结合铸造中落砂工艺,对落砂前后不同的传热模型进行了相应的调整,为检验模型的准确性。试验研究了弓形应力框试验铸件的浇注过程。对比分析了试验结果和计算结果,指出新的模型更接近实际情况。     

基于不规则网格模型的充型及凝固过程数值模似

采用直接差分法建立了液态金属充型过程模拟计算的数值模型。该模型对采用不规则单元剖分的网格模型进行充型及传热模拟计算具有广泛的适用性，能较好地处理具有复杂形状的铸件充型过程模拟。采用过流单元流量分配方法处理充型过程自由表面单元，并考虑了表面单元液态金属部分充填对传热计算的影响。对计算过程中速度和压力的修正、自由表面单元压力的计算及过流单元流量分配等进行了研究，应用上述模型开发了三维模拟计算程序，并成功地应用于薄壁铸件的充型过程模拟。     

板带轧制过程的三维耦合有限元分析

对板带轧制过程进行严密的三维分析是研究轧制参数对轧后板带尺寸、板形和机械性能的影响 ,从而实施有效控制的基础。本文简要回顾了板带轧制过程三维数值模拟的研究进展 ,提出了一个分析板带轧制过程的耦合有限元模型 ,其中 ,轧件塑性变形采用刚塑性有限元法计算 ,辊系弹性变形采用弹性有限元法计算。计算实践表明 ,该模型具有良好的精度和较高的效率。     

固定电弧等离子弧焊接热传导的数值计算

针对固定电弧等离子弧焊接过程建立了二维稳态热传导模型 ,在模型中考虑了工件表面与周围环境换热及辐射散热对整个焊接热过程的影响 ,并且将焊接电流在流经工件时产生的焦耳热作为热能方程的源项进行计算。针对所建立的模型 ,采用大型商业软件PHOENICS(Parabolichyperbolicorellipticnumericalintegrationcodeseries)对工件中的温度场以及电流密度的分布进行了计算。采用该软件对焊接热过程进行数值模拟 ,可以很方便地对求解变量和边界条件进行操作 ,显著提高了效率。比较结果显示 ,计算结果与实际测量结果吻合良好     

激光熔覆数值模拟过程中的热源模型

综述了几种可用于激光熔覆过程中温度场和应力场数值模拟的热源计算模型,并对其进行分析比较.指出采用有限元法,利用计算软件来实现熔覆过程中热源的添加是目前常用的优选方法.在此基础上考虑到粉末、基体、光源三者的相互作用提出了新的激光熔覆热源计算模型.关于激光熔覆热源模型的探讨为建立更加准确的激光熔覆计算模型,深入研究熔覆过程中的应力场与变形场提供帮助.     

充型过程数值模拟中紊流模型与层流模型的比较

分别用结合壁面函数的层流模型和K-ε紊流模型，对重力及压力铸造条件下的型腔充填过程进行了数值模拟。结果表明：对于重力充填过程，结合壁面函数的层流模型可获得与结合壁面函数的紊流模型相似的结果，计算效率大大提高；但对压力条件下的充填过程，两种模型的计算结果有明显差别，紊流模型更接近实验结果。所以，对于重力充填过程，结合壁面函数层流模型可近似代替紊流模型进行模拟。     

激光熔覆数值模拟过程中的热源模型

综述了几种可用于激光熔覆过程中温度场和应力场数值模拟的热源计算模型，并对其进行分析比较。指出采用有限元法，利用计算软件来实现熔覆过程中热源的添加是目前常用的优选方法。在此基础上考虑到粉末、基体、光源三者的相互作用提出了新的激光熔覆热源计算模型。关于激光熔覆热源模型的探讨为建立更加准确的激光熔覆计算模型，深入研究熔覆过程中的应力场与变形场提供帮助。     

损伤对JCO成形弯曲回弹计算的影响

为提高大型直缝焊管JCO成形过程中的回弹计算精度,考虑JCO成形过程中损伤行为对回弹计算的影响,采用能够反映成形过程中损伤演变规律的Lemaitre非线性混合强化耦合损伤本构模型,并利用ABAQUS/Umat子程序将本构模型移植到有限元模型中。分析了双相结构X80管线钢JCO成形中三点自由弯曲成形过程,探讨了损伤对应力、应变及回弹的影响规律。结果表明:塑性变形越大,损伤程度越大,Mises残余应力水平越低,弹性应变值越大,造成Lemaitre损伤模型的回弹角计算结果大于传统弹塑性模型。因此,Lemaitre损伤模型的回弹后弯曲角的计算结果大于传统弹塑性模型。Lemaitre损伤模型计算结果更加接近实验值,与使用传统弹塑性模型相比,最大计算相对误差可以减小约2. 8%。     

Nd:YAGCW激光热传导焊Ⅰ.温度场三维解析计算

激光热导焊是激光焊接中一种重要的焊接模式 ,广泛应用于薄件的焊接中。焊接温度场以其为焊接过程最直接的外在表征而成为焊接过程研究的一种常用的研究手段。通过连续波激光热导焊温度场解析计算对激光热导焊进行了研究 ,建立了激光热导焊温度场的三维解析模型 ,并讨论了利用模型对焊缝熔合线进行计算。最后基于焊缝熔合线尺寸试验值和计算值的比较对温度场解析模型进行了验证 ,验证试验结果表明所建立的激光热导焊温度场三维解析模型能够较为准确地计算出焊缝熔合线的尺寸     

65Mn钢连铸坯直接热装轧制工艺实践

论述了６５Ｍｎ钢１４０ｍｍ × １４０ｍｍ连铸坯采用直接热装轧制工艺轧制成２．７５ｍｍ × １３５ｍｍ带钢的可行性。介绍了试轧过程中炼钢、连铸、加热、轧制等工艺参数及孔型系统，以及采用此高效短流程新工艺后，从炼钢至成品出库的时间由几日缩短至４～４．５ｈ，而且产量高，能耗减少，成材率提高。     

棒线材热轧温度场预报系统的开发及应用

利用有限差分法开发了棒线材热轧温度场预报系统。该系统综合考虑了变形、冷却及摩擦等因素,且具有轧制及冷却工艺可调、参数化输入、图形化输出等优点;系统通过Excel表进行数据的输入与输出。为了对该系统进行验证,本文将某钢厂高线实测温度与该系统预报值进行了对比,结果表明两者吻合较好。本系统为棒线材工艺布置及新产品的开发提供了计算依据。     

Using finite difference method to simulate casting thermal stress

Thermal stress simulation can provide a scientific reference to eliminate defects such as crack,residual stress centralization and deformation etc., caused by thermal stress during casting solidification. To study the thermal stress distribution during casting process, a unilateral thermal-stress coupling model was employed to simulate 3D casting stress using Finite Difference Method (FDM), namely all the traditional thermal-elastic-plastic equations are numerically and differentially discrete. A FDM/FDM numerical simulation system was developed to analyze temperature and stress fields during casting solidification process. Two practical verifications were carried out, and the results from simulation basically coincided with practical cases. The results indicated that the FDM/FDM stress simulation system can be used to simulate the formation of residual stress, and to predict the occurrence of hot tearing. Because heat transfer and stress analysis are all based on FDM, they can use the same FD model, which can avoid the matching process between different models, and hence reduce temperature-load transferring errors. This approach makes the simulation of fluid flow, heat transfer and stress analysis unify into one single model.     

GCr15轴承钢棒材热连轧过程温度场模拟

应用有限差分法建立GCr15轴承钢棒材热连轧过程温度场模型,对塑性变形热、相变热等进行计算,获得轧件表面及其内部温度分布规律.结果表明,计算值和测量值有较好的一致性.在此基础上对轧件温度的影响因素进行了分析.     

FDM工艺精度分析与试验研究

熔融沉积成型技术的不断发展受到了各行各业的关注,在快速成型过程中的每一环节都会产生误差,这严重影响了产品的精度。通过对熔融沉积工艺流程进行介绍,分析了影响产品精度的多个因素并提出相应的解决方法。进一步将影响快速成型精度的喷头温度、扫描速度、分层厚度3个因素进行试验分析,得到了影响精度的主要因素,并结合实际经验进行对比分析,得出相关结论。对进一步研究熔融沉积成型技术工艺以及提高成型件的精度具有参考意义。     

无缝钢管轧制变形过程有限元模拟

利用Pro/E三维CAD设计软件建模,导入ANSYS/LS_DYNA显式动力学有限元软件对无缝钢管轧制过程进行有限元数值模拟,分析无缝钢管截面的变形特点及轧制力和应力应变的变化规律。研究表明显式动力学有限元作为连轧无缝钢管轧制过程的分析方法是行之有效的,对生产实践有指导意义。     

Formulas of Tension of Continuous Rolling Process

The development of computer controlled continuous rolling process calls for a mathematical expression that can express the inequality condition of "constant flow". Tension is the link of the continuous rolling process. From the condition of dynamic equilibrium, a differential equation of tension is given out. On the basis of the physical rules established from the industrial practice and experimental studies, the law of volume constancy, the linear relation of forward slip and tension, the state equation of continuous rolling, the formula of dynamic tension, and the formula of static tension have been obtained. These formulae reflect the functional relations between tensions, thickness, roll velocity, and time in the continuous rolling process. It is implied that the continuous rolling process is a gradually steady, controllable, and measurable dynamic system. An assumption of predicting the thickness of a steel plate using these tension formulae is also put forward.     

全连续冷连轧机组活套设计

随着我国轧钢技术的快速发展,全连续轧制在国内逐渐推广。在全连续轧制中,活套是保证全连续轧制顺利进行的重要设备,本文介绍了活套主要设备的组成,以及活套在全连续轧制中的工艺过程,活套量计算及活套速度控制的方法,实践证明该活套使用情况良好。     

带钢热连轧过程轧制力三维有限元模拟

在现代计算机控制的带钢生产中,轧制力的设定极其重要.根据宝钢轧制力模型和现场实测数据,结合热连轧过程中带钢三维变形和热力耦合的特点,应用DEFORM-3D软件建立了带钢热连轧前两个道次的有限元模型,模拟了热连轧过程中两个道次的轧制力变化,并与宝钢模型计算值和实测值进行了对比.结果表明,有限元法计算的轧制力与现场实测数据接近,两者误差在5.0%以内,同时有限元法的计算精度高于宝钢轧制力模型,特别是在第一道次,轧制力计算精度高出4.0%,该模拟为现场轧制工艺参数的调整优化提供了重要的参考价值.     

我国宽带钢热连轧工艺的实践和发展方向

介绍了我国宽带钢热连轧工艺的发展历程,详细介绍了传统常规现代半连续热连轧工艺和薄板坯连铸连轧工艺的特点,指出连铸连轧是热连轧发展的方向,并在传统常规优化的现代半连续热连轧工艺的基础上,应用了连铸连轧的工艺思想和理念,提出了实现厚板坯连铸连轧技术的工艺思路;指出在当今绿色生产、低碳经济的时代条件下,厚板坯连铸连轧工艺是热连轧的发展方向。