喷射沉积过程计算机模拟

在分析喷射沉积过程主要特点的基础上,着重分析了影响喷射沉积过程各参数之间的复杂关系.这种复杂关系难以用一个简单的物理模型加以描述.目前国内外普遍使用计算机模拟的方法来预测沉积坯锭的形状与性能.讨论了模拟过程的一般方法,比较详细地叙述了金属释放、金属雾化和金属凝固等三个物理过程的模拟方法,举例说明了模拟结果和实际相符合的事实,表明了模拟结果的可靠性.最后,说明了模拟的前沿问题和热点问题.     

速度等高线法优化喷射成形棒坯的形状控制参数

提出并建立了喷射成形棒坯的沉积速度等高线模型,利用计算机数值模拟技术计算了喷射成形空间质量流率分布,找到了沉积器的最佳位置zm与最佳回缩速度v的关系,分析了不同空间位置对沉积坯端面的影响.采用二维坐标跟踪计算了沉积坯的形貌,计算的结果与实际喷射成形铝硅合金棒坯进行了比较,实验结果与预测得到了较好的吻合.     

超声波对喷射成形沉积坯组织的影响

为了研究不同超声波功率参数条件下沉积坯的组织变化情况,采用沉积器底部导人超声波的方法制备A1- 13％Si合金.结果表明:随着超声功率的增加,超声波消除孔洞的效果明显,合金组织的细化程度提高,沉积坯的质量得到了很好的改善;当超声功率持续增大到2 000 W时,由于热效应作用明显,细化作用减弱,过大的超声波功率不利于沉积坯质量的改善.因此在喷射成形工艺中导人超声波可以改善沉积坯的组织,且在合适的超声波功率下,可以很好地改善沉积坯的组织.     

环坯压力成形过程数值模拟及参数优化北大核心CSCD

基于铸辗复合成形工艺,以Q235B环坯为研究对象,利用ProCAST软件对其压力成形过程进行数值模拟,研究工艺参数压力、浇注温度、模具温度对其凝固过程的影响规律,并采用正交法对工艺参数进行优化。结果表明,压力对极差值影响最大,其次是浇注温度、模具预热温度。优化后的工艺参数为:压力150 MPa、浇注温度1560℃、模具预热温度350℃。     

连铸坯凝固过程的数值模拟研究

研究了拉速和过热度相关工艺参数对铸坯温度场的影响规律,利用Fluent软件模拟石油套管用钢37Mn5铸坯的连铸凝固过程,分析了连铸坯凝固传热过程的温度场。讨论了不同过热度和拉坯速度条件下铸坯温度场的分布情况。总结了连铸圆坯凝固过程的传热特点,优化了工艺参数。结果表明,优化后的工艺参数可以指导生产实践。     

喷射沉积耐热铝合金管材挤压过程的数值模拟

采用DEFORM有限元软件研究了非致密大规格喷射沉积耐热铝合金管材挤压制备的外径为417 mm、内径为340mm管材的变形过程,并模拟了挤压过程中应力场、应变场、致密度以及挤压力的变化情况.模拟结果表明:挤压初期为压实阶段,挤压力增加缓慢;随着挤压过程的不断进行,从挤压尾部到挤压头部,管坯的致密度呈阶梯式增加,等效应变、应力和应变速率的变化规律与致密度相类似;在挤压变形区应变、应力和应变速率变化剧烈;挤压后的管材为致密材料,最大挤压力为6.45×104 kN,与实际挤压过程中挤压力和致密度相比较,计算机模拟结果与实验结果基本相符.     

雾化喷射沉积成型凝固过程模拟Ⅱ.Al-Cu合金的计算结果

根据本文作者提出的喷射沉积成型沉积体内的凝固模型,对典型的Al-Cu合金进行了计算分析结果表明,工艺参数（如沉积速率和沉积时雾化锥的温度）和材料的热物性（如界面换热系数）对沉积体内的凝固过程有明显影响在沉积热力学条件（沉积前雾化锥的热力学状态）相同的情况下,沉积表面的温度随工艺参数和材料热物性发生显著变化所以,必须以沉积表面温度的变化作为工艺控制的参考、以往提出的以沉积前雾化锥热力学状态作为工艺控制标准的原则需要重新加以考虑     

基于射钉法的小方坯凝固过程数值模拟

结合方坯连铸机二冷各段的实际情况，在二冷各段末对铸坯进行射钉取样，利用硫印法测定方坯二冷区内目标点凝固壳的厚度，建立了方坯传热数学模型，并利用射钉结果修正数学模型中的各段的传热系数，提高数学模型的准确性。将射钉法确定的坯壳厚度与数学模型计算结果相比较，结果表明，利用修正过的数学模型可以模拟整个铸机的传热凝固过程。     

喷射成形工艺中静电作用下气体流场的数值模拟研究

雾化质量是影响喷射成形产品质量的重要因素之一,静电作用能有效地提高雾化质量。将静电作用应用到喷射成形工艺过程中,建立了电场作用下气体流场的模型,对喷射成形工艺中静电作用下气体流场进行了模拟。研究表明,在静电作用下雾化区域的压强分布更加均匀、集中,速度由300 m/s提高到700 m/s,从而有效地改善了雾化效果,提高了雾化质量。     

基于ProCAST的圆坯连铸凝固过程数值模拟

圆坯连铸在凝固过程中极易产生裂纹,从而影响了铸坯的质量。以300 mm圆坯连铸为研究对象,运用ProCAST软件建立了一维传热数学模型,计算铸坯的温度场,模拟分析拉速、二冷水比量对铸坯表面温度的影响。模拟结果表明,拉速和二冷水比量对铸坯表面温度具有较大影响,生产中必须保持恒定的拉速和合适的二冷水比量,才能够有效避免铸坯裂纹的产生,得到优质的铸坯。     

等离子体喷涂中颗粒加热过程数值模拟

目的研究颗粒在等离子体喷涂中的加热过程及影响因素。方法使用Fluent软件对处于等离子射流中颗粒的加热过程与状态进行求解计算,根据计算结果分析了喷距、颗粒直径与颗粒材料对颗粒加热状况与内部温度梯度的影响。结果对于不同的喷距,在颗粒升温过程中,颗粒表面温度高于中心温度;在颗粒降温过程中,颗粒表面温度低于中心温度,并且降温过程中的表面-中心温差远小于升温过程中的表面-中心温差。在颗粒升温过程中,其内部存在不同的加热阶段。对于不同的直径,虽然大颗粒比小颗粒能进入射流中心更深的位置,但小颗粒的加热效果更好。表面-中心温差随着颗粒直径的增大而增大,三种不同直径的颗粒的表面-中心温差变化曲线都表现出相似的趋势。对于不同材料的颗粒,热导率越低的颗粒,其表面-中心温差越高,越难以完全熔化。结论喷距、颗粒直径与颗粒材料对颗粒加热状况和内部温度梯度有很大的影响,该模拟结果能为分析颗粒与等离子体之间的传热提供参考。     

等离子喷涂陶瓷粒子加热加速行为的数值模拟

通过数值模拟研究了等离子喷涂陶瓷粒子的加热加速行为。用SprayWatch-2i粒子测速仪测定的典型工艺条件下等离子喷涂陶瓷粒子的状态参量进行验证,结果表明:测量结果与计算结果吻合较好。系统地研究了气体参数和粒子参数对粒子加热加速行为的影响,为提高等离子喷涂效率和获得高质量涂层提供理论依据。     

等离子喷涂陶瓷粒子加热加速行为的数值模拟

通过数值模拟研究了等离子喷涂陶瓷粒子的加热加速行为。用SprayWatch-2i粒子测速仪测定的典型工艺条件下等离子喷涂陶瓷粒子的状态参量进行验证，结果表明：测量结果与计算结果吻合较好。系统地研究了气体参数和粒子参数对粒子加热加速行为的影响，为提高等离子喷涂效率和获得高质量涂层提供理论依据。     

面向等离子熔射成形技术的粉末飞行特性数值分析

粉末在射流场中飞行特性是影响熔射成形件质量的重要因素。通过所建立的粉末与射流相互作用的动量和能量传递方程，应用有限差分法，模拟计算和分析了粉末速度与温度分布规律及其对成形件质量的影响。结果表明：①粒径及密度越小，加(减)速度越快，而到达原模时的速度则不同；②热传导性越差，粒径越大，极值温度则越小，且逐渐向原模方向偏移；③粉末的力学行为和加热特性的匹配，可进一步提高熔射成形件质量。模拟结果为实现熔射成形质量控制及参数优化，提供了理论依据。     

汽车后座椅横梁冲压成形过程的数值模拟

采用数值模拟方法,对某型高强钢汽车后座椅横梁的成形过程进行研究,讨论压边力和拉深筋的变化对该零件成形性能的影响。模拟结果表明,采用合适的压边力和较低的拉深筋阻力系数,可有效提高高强钢的成形性能,获得合格的零件。针对模拟结果中零件出现的缺陷,提出了初步的工艺改进方案。     

基于数值模拟的摩托车油箱冲压成形

针对摩托车油箱冲压成形,通过对其进行数值模拟,分析了其应力应变及主要工艺参数对板料厚度变化的影响。通过模具的调试,提出了克服成形缺陷的具体措施及原则。     

镁合金汽车轮毂成形工艺及数值模拟

研究了镁合金筒形件用MSC/superform软件进行数值模拟,得到了变形规律和性能参数,在保证零件成形及能耗最小的前提下,获得了最佳的毛坯尺寸。     

风机主轴锻件圆角成形工艺数值模拟研究

通过有限元软件FORGE模拟风机主轴圆角成形过程,得到了成形过程中等效应力、等效应变、温度场的分布图,从而为以后的工艺改进提供合理的科学依据。