电渣熔铸中熔池深度及其控制的计算机模拟研究

基于一种电渣熔铸凝固结晶过程的三维元胞自动机模型，对电渣熔铸凝固过程进行了计算机模拟－ 就电渣熔铸过程中金属熔池深度的变化以及电极熔速、渣温、铸件尺寸和散热系数对它的影响进行了一系列计算机模拟试验－ 结果再现了电渣熔铸中一些已确认的现象，而对其它未知因素则获得了有意义的明确结果－     

Al_2O_3／Al－4Wt％Cu复合材料凝固时溶质传输及其对界面的影响

根据金属凝固过程中的守恒定律和传输原理，建立了Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ－Ｃｕ复合材料凝固对溶质传输的数学模型．利用所建立的模型，对Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ－４Ｗｔ％Ｃｕ复合材料凝固过程中的温度和成分分布以及凝固进程进行了数值模拟．研究了复合材料凝固时的溶质传输以及对纤维／基体界面的影响，讨论了溶质在界面富集的原因．     

钛合金冷坩埚定向凝固过程温度场数值模拟

基于电磁场Maxwell方程组以及带有一定运动速度的连续介质凝固模型,建立了连续熔铸与定向凝固过程温度场数值计算模型,并对线圈匝数为4匝、输入电流密度为6.6×1010A/m2、电源频率为50 000 Hz时,扁形锭的电磁感应加热升温过程进行了模拟研究,得出了Ti-6Al-4V合金的温度场变化情况.结果显示,从开始加热的几十秒时间内,扁形铸锭温度上升很快;接近100 s时,铸锭温度分布趋于稳定;接近300 s时,铸锭自身基本达到热量平衡.     

氧化铝颗粒增强铝硅合金复合材料凝固组织的研究

利用搅熔铸造制备了氧化铝颗粒增强铝硅合金复合材料，研究了复合材料的凝固组织，研究结果表明，氧化铝颗粒在基体中分布均匀；在复合材料凝固过程中，液态金属的强制流动及氧化铝颗粒与枝晶间的碰撞产生细小固相质点，有利于细化晶粒。     

考虑比重偏析的锌铝合金凝固模型

提出了一个新的凝固模型，通过对ZA27合金凝固特性的分析，用微元分析法建立了连续方程、动量守恒以及能量守恒方程，并在三维直角坐标系中用有限差分法进行离散。该凝固模型能较好地解决凝固过程中的流动现象。而且能够模拟浓度场的偏析现象。     

定向凝固微观组织的MonteCarlo模拟

应用MonteCarlo方法模拟了定向凝固条件下微观组织的形成过程，还模拟了双向凝固、四边由表向里凝固及整体凝固的微观组织形成过程，模拟结果与实际情况非常接近。同时分析了MonteCarlo方法用于微观组织模拟存在的问题和不足之处。     

铸钢合金凝固潜热的数学模型

以温度回升法为基础，建立了适合于具有结晶范围合金凝固潜热处理的数学模型，为计算机准确地进行凝固过程数值模拟，提供了合理、精确的计算方法。     

铝硅合金流变模型及应力－应变本构关系的研究

通过Ａｌ－Ｓｉ合金准固态流变性能的测试，建立了该合金准固态流变模型，并推导了轴对称铝硅合金铸件凝固过程应力－应变本构方程，为开展铸件凝固过程热应力数值模拟和热裂预测提供了可靠的理论依据。     

铝硅合金流变模型及应力-应变本构关系的研究

通过Al-Si合金准固态流变性能的测试，建立了该合金准固态流变模型，并推导了轴对称铝硅合金铸件凝固过程应力-应变本构方程，为开展铸件凝固过程热应力数值模拟和热裂预测提供了可靠的理论依据．     

纯铜在凝固中微观组织演化的模拟

利用连续准瞬时形核模型和CA模型，结合凝固过程中传热、枝晶尖端生长动力学等因素作用，建立了一个二维元胞自动机模型，并根据这个模型模拟了纯铜铸件在凝固过程中形核、生长的微观过程．将模拟结果与实际组织进行比较表明，该模型可以近似地描述纯铜的凝固组织。     

金属基复合材料凝固过程计算机模拟（Ⅲ）

根据所建立的金属基复合材料凝固过程的数学模型,编制了相应的算法,对氧化铝短纤维增强Al-4.5%(wt)Cu合金复合材料的凝固过程进行了数值模拟,结果表明,模拟结果与实验结果相吻合;随着纤维体积分数的增加,复合材料的凝固速率下降,液态合金流动对复合材料凝固时温度场的影响可忽略。     

铸件凝固组织微观模拟的研究进展

综述了铸件凝固过程微观组织模拟的研究进展，详细介绍了确定性方法、随机性方法、相场方法的发展过程．论述了共晶合金和枝晶合金凝固组织的数值模拟进展．最后，预测了凝固组织数值模拟研究的未来发展方向。     

合金钢板坯连铸凝固过程的计算机模拟

本文从热传导偏微分方程出发，以太钢第二炼钢厂合金钢板坏连铸机为目标机型，建立了板宫铸凝固数学模型，推导出计算铸坯湿度场的显式、隐式差分公式，并采用等价比热及温度回复法处理潜热对铸坯凝固过程进行了数值模拟拟。全部模拟过程均在图形状态下完成，每一步的计算结果都以温度曲线的方式即时显示在ＣＲＴ上，直观性强。     

高温合金铸件凝固过程模拟的CA-FE法

运用现代造型软件PRO/E和有限元分析软件ANSYS,并且利用MATLAB软件的计算功能和图形功能,实现了对复杂高温合金铸件凝固过程的温度场和微观组织的仿真;同时耦合了铸件凝固过程模拟的微观动力学模型和宏观温度场模型,建立起实用高效的CA-FE集成模拟法。运用该模拟法研究某航天发动机高温合金铸件,得到其凝固过程的温度场及其微观晶粒组织,模拟结果和实际符合较好。     

电渣熔铸曲轴自动成型控制系统研究

电渣熔铸是20世纪末的前沿学科，它可将金属的合成、精炼、凝固成型集中于一道工序，所制工件材质纯净，成分均匀，综合性能优良。阐述了电渣熔铸曲轴成型的原理、对自动控制的要求及实现协调控制的方法。电渣熔铸曲轴一步成型所生产的曲轴起载能力强，可靠性高，是高性能柴油机、船舶柴油机曲线生产的发展方向。     

铸件凝固过程温度场数值模拟研究进展

作者概述了国内外铸件凝固过程中温度场数值模拟进展，介绍了傅立叶方程及其相应初始条件、边界条件、潜热处理以及多种计算方法，提出了凝固过程温度场模拟需解决的问题和发展趋势。     

电渣熔铸渣池温度场数值模拟研究及解法改进

本文分析了电渣熔铸渣池温度场数值模拟所需的数学基础及其初始条件与边界条件；对国内外电渣熔铸渣池温度场相关数学模型的研究进程作了简要的综述，并进行了适当的评价；在前人研究的基础上，本文利用大型通用有限元软件ANSYS对电渣熔铸渣池温度场做了进一步的模拟研究，并得到初步结果；最后对渣池温度场数值模拟解法作了改进。     

小家电压铸件充型凝固建模及仿真

通过建立铝合金烤盘压铸件充型和凝固过程的数学物理模型,对充型和凝固过程进行模拟。比较改进前和改进后方案的不同模拟结果,预测缺陷的产生,并与实际生产状况对比。结果显示,数值模拟结果较为准确,可作为改进压铸模设计的依据。由此建立的压铸模CAE体系可使产品废品率降到2%以下,模具生产周期缩短一半左右。     

方坯凝固过程中铸坯热应力分析

根据大方坯连铸的凝固和变形过程的特点，应用三维非稳态热弹性有限元数学模型模拟了模拟了大方坯凝固时坏壳的应力场分布情况了凝固坯壳的变形情况，为预测裂纹缺陷提供了理论依据。     

颗粒被凝固前沿排斥的临界速度模型

通过对颗粒增强金属基复合材料凝固过程中温度场，、质量分数场变化以及凝固前沿形状改变的数值模拟，建立了颗粒被凝固前沿排斥或捕获的临界速度模型，当凝固前沿的推进速度小于颗粒被凝固前沿所排斥／捕获的临界速度时，颗粒被凝固前沿所捕获的现象不会发生，并且在临界速度模型中保持其它参数为旧，而只考虑合金质量分数的影响时，发现随着合金质量分数的逐渐增加，颗粒被凝固前所排斥／捕获的临界速度逐渐减小。