铸造合金凝固模拟潜热处理综合模型研究（一）

铸造合金潜热释放模型对铸件凝固过程温度场模拟有很大影响。本文对合金潜热处理温度回升法进行修正，建立了一种适用于任意合金的凝固综合潜热处理方法。并经实际应用进行了考核。     

铸件凝固潜热的处理方法与应用研究

通过温度回升法与等效热容法的结合,提出了一种能够处理铸件凝固潜热释放问题的方法,它可适用于任意结晶温度区间,且计算效率很高.以生产厂铸件为研究对象,将此处理方法应用于预测铸件凝固时的温度分布,结果表明,计算值与实测值相符.     

复杂形状铸件凝固过程的数值模拟研究

形状复杂的铸件热节多，相互之间又有较大的影响，其凝固过程不易准确掌握，这就为铸造工艺设计带来困难。本文以２３Ｌ柴油机缸盖零件为例，利用凝固过程数值模拟技术对铸件的凝固过程，进行了研究，结果表明，这一技术可以观察到铸件中各个热节及整个铸件凝固过程能够解释生产中质量问题的原因。凝固过程数值模拟技术可使铸件的工艺设计更准确、更科学。     

铸件凝固过程数值模拟的新进展

铸件凝固过程的宏观模拟虽然已是成熟技术,但也存在着不足。近１０年来,在国际上铸件凝固过程的微观模拟愈来愈引起人们的重视。目前,铸件凝固过程的微观模拟正在经历着由试验研究向实际生产应用过度的发展过程。     

铸件充型凝固过程数值模拟研究

概述了铸件充型及凝固过程数值模拟研究的最新进展。采用并行计算技术，对压铸充型模拟过程数值计算方法进行了改进。提出了用动态膨胀收缩累积法来预测球墨铸铁缩孔缺陷，在球铁件上进行了缩孔形成的模拟和工艺改进。采用的有限差分与有限元相结合的方法模拟铸件应力场。实现了有限差分温度载荷到有限元模型的自动转换与传递，并采用有限元法计算出铸件应力场。     

凝固过程微观数值模拟中的碰撞因子

通过数值计算与实验相结合的方法,对凝固过程微观数值模拟中碰撞因子的已有形式进行了分析、比较。在此基础上,提出了在固相体积分数（ｆｓ）大于π／６后采用「１－（ｆｓ－π／６）」＾４作为反映晶粒接触因素的碰撞因子是一种更合理的形式。经实验验证,在该形式下的模拟结果更接近于实际。     

铸锭凝固过程缩孔缺陷的数值模拟

为减少铸锭的缩孔缺陷,采用有限元分析软件ProCAST对某厂5t铸锭的凝固过程进行模拟,讨论了浇注温度、锭身换热系数以及锭身锥度对缩孔缺陷的影响.结果表明:浇注温度较高时缩孔缺陷严重;锭身换热条件对铸锭缺陷的影响很大,锭身冷却较佳换热系数是200 W/(m2· K);随着锭身锥度的增加,一次缩孔和二次缩孔深度先减小后增加,其适宜锭身锥度为0.09.     

基于微机的铸件凝固过程应力数值模拟及工程应用

开发了基于微机平台的FDM／FEM集成应力分析系统，对复杂大型铸件的凝固过程热应力进行三维数值模拟；比较了鼓风机机壳在两种不同工艺方案中的残余应力，并且分析了对水轮机长轴头的热裂倾向。     

微观模型在凝固过程偏析数值模拟中的应用

在微观尺度上的凝固模型描述的是一个比较特殊的现象 ,但它是联系包括充型过程中液体的流动 ,宏观尺度上的热传输和宏观 /微观尺度上的质量传输等过程的中心纽带。本文介绍了微观偏析模拟的发展历史 ,简单介绍了微观模拟的模型和方程 ,指出了微观模拟技术现在的不足以及发展方向     

中空钢锭凝固过程的数值模拟研究

分析了中空钢锭凝固过程中压缩空气与中心芯子间的对流传热,通过确定二者间的传热系数及压缩空气的温升,结合普通钢锭的数值模拟方法,建立了中空钢锭凝固过程的数值模拟方法,为实现中空钢锭铸造工艺参数的优化设计及中空钢锭的国产化奠定了基础。     

真空热处理炉传热的三维数值模拟

为了分析真空热处理炉内加热工件的温度场,将包括工件在内的整个真空热处理炉作为模拟对象建立了一个三维的数值模型.该模型集成了一个控制炉温的PID模块,并且考虑了热物性参数的非线性因素.基于一商业软件,对工件、真空热处理炉的隔热层、加热管等的瞬态传热过程进行了数值模拟,并与实测值进行了对比,两者基本吻合.最后,根据模拟结果提出了优化的加热工艺参数.     

相变潜热对铍材激光钎焊熔池内流场和温度场动态行为的影响

为了能够反映固液相变过程中潜热等对熔池动态行为的影响,基于旋转高斯体热源与高斯面热源相结合的混合热源模型,分析了相变潜热对焊接熔池温度场和熔池形状的影响.计算结果表明,在铍材激光钎焊过程的温度场和流场分析中,潜热的影响不是总可以忽略的,其误差取决于材料在物相转变时交界面温差的范围及材料熔解体积的大小.与不考虑相变潜热的情况相比较,考虑相变潜热时显示出较低的最高温度、较小的熔池范围和较窄的热影响区.通过对铍材焊接温度场、焊缝断面形状模拟结果与实际热循环曲线以及焊接接头形状的对比,表明,考虑潜热的计算模型会得出更精确的结果.     

采用温度回升法对任意结晶区间的铸件凝固结晶潜热的数值计算

铸件凝固结晶潜热的释放行为与凝固传热、溶质传输及铸造合金种类与成分等诸多因素有关，合金凝固过程中其温度、固相体积分数与液相成分(T-fs—CL)三者之间一般存在着非线性强耦合关系．采用合金凝固传输统一模型及温度回升(补偿)法提出的处理任意结晶温度区间(包括零结晶区间)凝固潜热释放问题的数值迭代计算方法，对不同合金成分与不同固相反扩散效应的二维Al—Cu合金铸件定向凝固传输过程进行了数值计算，表明该方法对于从纯金属到共晶成分的不同成分合金及从Scheil模型到Lever-Rule模型之间的任意凝固模式均是有效的．将该方法推广应用于叶片铸件三维凝固传输过程的T-fs—CL耦合数值模拟仍显示出高的计算效率．通过对计算结果进行的三维图像数据处理，展示了铸件几何形状对凝固传输行为的重要影响．     

大型锻件热处理过程的数值模拟研究

在对大型锻件传热分析的基础上，建立了大型锻件的物理模型，对其温度场的变化规律进行了模拟计算，同时将模拟结果和试验结果进行对比分析，最后对26Cr2Ni4MoV钢电机转子的调质处理进行了模拟计算，从而说明了热处理过程的数值模拟方法的准确性和优越性，为进一步分析此类工件的组织转变和应力应变等奠定了基础。     

热处理过程数值模拟的研究现状和发展趋势

热处理过程的数值模拟是一个复杂的过程,其复杂性源于热处理过程本身受多场量的影响,对热处理过程数值模拟的基本原理、研究方法进行了总结,介绍了温度场、组织场、应力／应变场的数值计算方法,分析了国内外的研究现状、存在的问题,同时展望了该技术今后的发展趋势。     

钛合金热处理工艺仿真研究进展

本文综述了近年来国内外关于钛合金热处理工艺的基础理论、数值模型与仿真应用的进展情况。对热处理过程中微观组织演化与力学本构建模基础研究近况进行分析,并对热处理工艺仿真在钛合金中的应用进行介绍,分析热处理仿真过程中所存在的难点,对未来发展方向提出了展望。     

热处理过程数值模拟综述

总结了热处理过程数值模拟的研究方法和成果，对模拟基本原理进行了扼要介绍，涉及温度场、组织场、应力场的计算。介绍了国内外发展概况和应用情况，并指出难点问题和发展方向。     

三维非线性有限元在热处理炉CAD中的应用研究

提出了一个描述热处理炉三维瞬态非线性温度场的有限元模型，该模型综合考虑了辐射，处理热物性参数的边界条件等复杂因素，根据此模型，使用大型非线性有限元软件MARC，对72kW井式渗氮炉温度场进行模拟计算，模拟结果与实测结果吻合较好，由此提供了一种良好的热处理炉虚拟生产手段，可以作为知识热处理CAD的核心技术之一。     

灰铸铁凝固过程结晶潜热处理模型

基于潜热处理的温度回升法,针对灰铸铁凝固过程中具有初晶和共晶两个阶段的凝固特性,提出了适合灰铸铁的带共晶的潜热处理方法。根据Fe-C-Si三元合金相图,采用杠杆定律来计算初晶和共晶的分配系数。将该方法应用于实际灰铸铁件的凝固模拟计算,并将计算结果与不区分初晶与共晶过程的潜热处理方法的计算结果相比较。该方法的计算结果更接近实际凝固情况。