Performance evaluation on field synergy and composite regeneration by coupling cerium-based additive and microwave for a diesel particulate filter

In order to reveal the mechanics of composite regeneration by coupling cerium-based additive and microwave for a diesel particulate filter, a composite regeneration model by coupling cerium-based additive and microwave for a diesel particulate filter was established based on field synergy theory. Performance evaluation on field synergy and composite regeneration of the diesel particulate filter was conducted by using the vortex crushing combustion and field synergy mathematical models. The results show that the peak temperature of the particulate filter body reaches 1180-1190 K when the regeneration time is 175 s, and there are optimal coordination degree between the velocity vector and temperature gradient of the filter body and the maximum ratio0.56-0.60 of the best burning regeneration region is obtained. Accordingly, the largest regeneration combustion rate inside the particulate filter body and the highest regeneration efficiency at the moment are achieved.     

Modeling of hydrogen diffusion process at a blunt notch in zirconium

The two-dimensional diffusion of interstitial hydrogen atoms in zirconium in a non-uniform stress field was simulated using the phase-field method. The interaction between hydrogen interstitials and the stress field was described by Khachaturyan＇s elastic theory. The Cahn-Hilliard diffusion equation was then solved by an explicit finite difference method. The result shows that hydrogen atoms diffuse to the high-tensile hydrostatic region near the tip of the notch. The content of hydrogen near the tip of the notch increases by 13%, while the stress distribution caused by hydrogen interstitials around the notch is modified by only 0.7%.     

基于ANSYS汽车盘式制动器温度场和热应力数值模拟

基于ANSYS建立了某汽车盘式制动器三维实体模型,分析了不同制动工况下盘式制动器的温度场和热应力,还分析了离心力与压应力和摩擦切应力分别作用下的应力分布.结果表明：热应力远大于其他应力的作用,这在分析盘式制动器失效时起着主导作用.运用循环迭代法进行温度场模拟,分析显示摩擦区温度是震荡上升、存在明显的尾迹且其显著大于非摩擦区温度.采用间接耦合法将温度场结果作为应力场载荷分析的热应力,结果显示：热应力呈现交变应力状态且幅值较大,摩擦区周向应力明显大于径向应力,制动盘凸台连接处应力很大.     

0Cr18Ni9不锈钢焊接温度场的数值仿真

基于有限元软件SYSWELD对不锈钢0Cr18Ni9平板TIG焊的温度场进行三维动态模拟,得出了瞬态温度场分布图和特征点的热循环曲线,同时也得出了焊缝上任一点的温度变化与相变的关系.与文献资料比较表明,所建立的数值模拟仿真模型可以较好的模拟焊接温度场,为研究焊接过程中的应力应变和减少焊接应力与变形提供了参考依据.     

硬铝合金半连续铸造过程数值模拟及裂纹倾向性研究

对凝固过程中流场、应力场、温度场及微观组织形态进行数值模拟,能帮助工艺设计人员分析不同时刻凝固过程的温度分布、金属流态、结晶晶粒尺寸、应力分布等重要物理参数,从而预测疏松、偏析、夹杂及热裂纹等缺陷.在结晶器下方设置区域冷却装置,控制区域冷却装置刮水板的作用位置,能够阻挡冷却水沿铸锭下流,实现区域冷却的效果.通过研究温度场、应力场分布规律,分析铸锭裂纹产生的原理,能够从宏观上阐明铸锭内部裂纹的形成原因及寻找有效的调节控制方法.     

U71Mn钢重轨轨头淬火应力场的计算机模拟

采用有限元法研究了重轨轨头在淬火过程中的应力场分布。在模拟计算过程中利用等效热容法处理相变潜热对温度场的影响,利用等效线膨胀系数法处理相变引起的组织应力,并考虑了材料非线性参数对温度场的影响。结果表明,温度模拟结果与实测结果相吻合,同时喷风淬火能产生较小的残余热应力,从而避免了钢轨的变形和开裂。     

Comparison of structure and physical fields in 400 kA aluminum reduction cells

To investigate the differences and the development trends of the 400 kA aluminum reduction cell, four representative cells were deeply analyzed. By using numerical simulation methods in ANSYS software, the structure parameters were firstly compared, and then three-dimensional models of electric-magnetic-flow field were built and solved with finite element method（FEM）. The comparison of the structures reveals that the cell bodies are similar while the current flow path and distribution ratio of bus bars are different. It appears that most of the current（70%-80%） in side A are used as the magnetic field compensation current and flow through two ends. The numerical simulation results indicate that the distributions of magnetic fields are different but all satisfy with the magnetohydrodynamics（MHD） stabilization, and the flow patterns are all two or multi vortexes with appropriate velocities. The comparison shows that all studied cells can satisfy with the physical field requirement, and the commercial applications also verify that the 400 kA cells have become the product of the mature and world＇s leading technology.     

温湿度梯度耦合作用下室内燃气泄漏模拟研究

以非平衡统计热力学和不可逆热力学为理论依据,建立温度梯度和湿度梯度耦合情况下扩散模型,结合受限空间内燃气泄漏扩散模型,建立多因素耦合作用下燃气泄漏扩散数学模型,并运用Matlab软件对室内燃气扩散过程进行了模拟分析。通过分析得到了温度和湿度梯度对燃气泄漏扩散的影响规律以及耦合作用下对燃气泄漏扩散的影响规律。研究结果将为燃气扩散规律的研究及事故发生时人员及时安全的进行撤离提供参考。     

轧辊表面激光强化应力场的分布规律

针对轧辊激光强化过程中的应力场求解困难的问题,根据该应力场与辊面瞬变温度场的耦合作用,将温度场计算结果作为初始条件,建立了应力场仿真的有限元模型.综合考虑了材料的热弹塑性能,获得了轧辊激光强化过程中不同位置、不同时刻的应力分布曲线.结果表明,垂直扫描方向上的应力变化最剧烈,在不考虑相变应力的前提下,扫描后该向应力由压应力转变为拉应力状态,从而影响裂纹生成.此外,主应力方向基本与有限元模型的几何坐标相对应,只是随着应力数值的交错变化而发生改变.     

Numerical Simulation for Roadways in Swelling Rock Under Coupling Function of Water and Ground Pressure

According to the analogical reiation in the governing differential equations of the humidity stress field theory and the temperature sttress field theory, the problem of solving the humidity stress field was trarsformed into that of .solving the temperature stress field by the change of parameters. As a result, the problem of roadways in swelling rock under the coupling function of water and ground pressure can be solved by the analytical module of temperature stress fidd in software ANSYS. In the numerical simulation mentioned above, three kinds of supporting, i.e. steel support, bolting support and non-support, were taken into account, the pressure distribution and defomaation state of roadways with a swelling rock floor under the coupling function of water and ground prressure were analyzed and compared with tbose in the action of only ground pressure. The research results provides a seientific basis for the deformation control of roadways in swelling rock.     

ZA合金挤压铸造凝固过程温度场、应力场数值模拟

用有限元方法分析了ZA合金挤压铸造在凝固过程中的温度场以及由此产生的热应力场．对传热系统模型中的对流、辐射边界条件和凝固潜热进行了处理，用ANSYS有限元软件进行数值计算分析，并给出了计算结果。     

基于ANSYS软件焊接温度场应力场模拟研究

阐述了如何运用有限元软件ANSYS对焊接温度场、应力场进行数值模拟计算,指出在计算过程中要注意的环节,并对平板堆焊问题进行实例计算.总结出模拟计算中的难点问题和未来的研究发展方向.     

复杂铸件三维温度场有限元分析

对柴油机缸盖铸件三维温度场进行有限元分析，得到从浇注到室温全过程的温度场，计算结果表明三维温度场的数值模拟能反映铸件冷却过程温度场的变化，与实测结果相符合。并评价了三种落砂温度工艺方案，结果表明落砂时间对铸件残余应力的大小有很大影响。     

计算机技术在输气管道焊接及腐蚀研究中的应用

随着计算机技术及材料学科的发展,将现代计算机技术及相关的数值模拟、信息处理、人工智能、神经网络、实时监控、计算机仿真等用于管道铺设的焊接过程,同时应用于运营中管道的腐蚀与防护领域已日益广泛．在众多的计算机技术应用研究方面,针对焊接工艺作为管道铺设的重要工艺及管道运营中的腐蚀与防护,分别从焊接温度场模拟、氢扩散行为分析、神经网络、信息处理与数据库等几个方面讨论了计算机技术的应用及其发展趋势．     

大体积混凝土温度场及温度应力的有限元分析

结合工程实例,采用ANSYS有限元软件对大体积混凝土浇筑及冷却过程中的温度场及温度应力进行了模拟,通过APDL语言编写程序控制了模拟过程．分析结果与工程计算及实际测试结果相近,验证了所建模型与选取参数的正确性,保证了运用ANSYS研究大体积混凝土水化热影响参数的可行性．分析发现：混凝土温度峰值与最大拉应力与浇筑温度呈正相关;采用低热量水泥时,可降低温度峰值、推迟峰值出现时间,并降低结构温度应力;环境温度变化时,温差成为关键因素,应根据实际情况制定季节性施工方案．     

波形刃铣刀片温度场和应力场的耦合分析

为研究波形刃铣刀片在铣削过程中温度场和应力场的耦合状况,探求刀片的失效机理,依据金属切削理论、铣削温度试验及铣削力试验,建立了温度场和应力场有限元分析的边界条件.采用有限元分析软件ANSYS进行了温度场和应力场的有限元分析,并且进行了这两种物理场的耦合分析,得出了耦合状况下铣刀片等效应力的分布规律和受力变形情况,为铣刀片的三维槽型开发和优化设计打下了基础.     

配风比对燃油燃烧器燃烧过程影响的数值模拟

模拟燃烧器不同配风比状况下的燃烧器内温度场分布,分析燃烧器燃烧过程的火焰结构温度。模拟结果表明：配风比为一次风量（G1）占总风量（G）的30％,二次风量（G2）占总风量的70％时,火焰结构和火焰温度分布最合理。     

小湾拱坝施工过程温度场仿真分析

在ANSYS平台上进行二次开发,建立了一套快速、高效、自动化程度较高的仿真反馈分析系统用于模拟拱坝施工过程温度场.在小湾拱坝施工过程温度场仿真计算中,各测点温度计算值随时间变化的规律与监测值基本一致,吻合情况较好,总体上相差2～3℃以内,计算结果揭示了坝体内部的温度变化规律.研究成果表明:1)1077m高程以下坝体采用的二期冷却方案A使得坝体中出现较大的温度梯度,产生较大的径向拉应力;2)1096m高程以上采用的二期冷却方案B能很好地改善方案A中的不足,较好地控制温度应力,防止拱坝开裂.     

Ⅰ型载荷下裂纹前缘氢浓度分布数值模拟

采用边界元素法,对Ⅰ型裂纹试样内氢的扩散过程进行了数值模拟,给出了裂尖附近氢聚集过程及氢浓度分布随时间变化的定量关系,并且探讨了载荷对裂纹前缘氢浓度分布的影响.文中还与有关的试验现象和结果进行了比较与讨论,进一步探讨了金属的氢致裂纹扩展机制.     

沙牌碾压混凝土拱坝应力场仿真计算分析

目的分析坝体施工期和运行期应力场的分布特点和变化规律、诱导缝的状态和张开时间以及坝体损伤开裂状况.方法碾压混凝土拱坝的核心问题是温度应力问题,现阶段进行全过程诸多因素的耦合分析仍然面临许多困难.基于应力场隐式解法的基础上,讨论了碾压混凝土材料的本构模型、温度影响、非线性徐变、诱导缝的损伤开裂准则等问题.结果结合沙牌工程,进行了大坝施工期和运行期的应力场仿真计算分析,根据仿真计算结果结合大坝施工期的部分观测资料,分析了诱导缝的张开和坝体的损伤开裂情况.结论诱导缝和横缝显著改变了坝体的应力分布,施工期间坝体会出现局部开裂,蓄水后坝体应力状态有所改善,但是下游面和坝顶仍有开裂的可能.