热镀锌锌锅冶金行为数值模拟的研究进展

利用有限元软件可以模拟热镀锌生产线中锌液的运行状况,以获得具有高表面质量的热镀锌产品.简要介绍了数值模拟技术在锌锅中冶金行为的研究进展,重点对锌锅中温度场、速度场、浓度场和锌渣生成量及分布的模拟结果进行了综述,展望了数值模拟技术在锌锅实际生产应用中的发展方向.     

锌灰泵的设计与建模仿真分析

针对热镀锌除渣困难的问题,上海宝钢公司设计了锌灰泵,旨在改善除渣条件,减少热镀锌过程中锌渣对钢板表面质量的影响。简述了锌灰泵制造与使用的意义,对锌灰泵进行了理论分析,基于气液两相流和湍流模型理论作数学建模,采用VOF模型作数值模拟,并对仿真结果进行分析,验证了锌灰泵利用虹吸原理实现清除锌渣的过程;并分析了锌灰泵在工作过程中内部流场的分布,发现锌灰泵出口喷出锌液锌渣速度受通入氮气的质量流量和压力的影响:当通入氮气流量较小时,锌液锌渣的喷出质量流量合理且喷溅范围较小;当通入氮气压力很大时,由于加速度的影响,使得出口处以氮气为主,因而喷出的锌液锌渣质量非常少,能量损失很大。通过分析得到了合适的通入氮气的初始状态,验证了该设备的合理性和实用性。     

热镀锌锌液温度的选择

锌液温度是热镀锌工艺中至关重要的工艺参数,该参数选择得恰当与否,不仅关系到热镀锌产品的质量,而且还直接影响着生产成本和锌锅的寿命。 1.锌液温度分类 热镀锌实际就是熔融的锌液对工件铁基表面的溶解而形成镀层的过程。80年代初,国内热镀锌行业把锌液温度分为五种类型。 (1)480℃以下 在这一温度范围,生产的铁锌合金层致密且连续,但由于锌液对铁的溶解缓慢,故而镀锌速度较慢。     

镀锌线锌锅机器人无人化清渣系统开发

镀锌线锌锅钢板镀锌生产过程中,熔融锌液与空气接触会产生较多漂浮在表面的浮渣,人工清渣存在清渣不及时、清渣不彻底、清渣效率低、工人劳动强度和危害风险较大等问题,有必要开发锌锅机器人无人化清渣系统来解决了上述问题。本论文所述的机器人无人化清渣系统主要包括机器人清渣区域及安装位置、机器人系统工作流程、机器人选型及主要参数、系统配置与主要功能4个部分的介绍。通过机器人清渣与人工清渣在清渣效率、产品合格率、人为干预程度以及清渣标准化程度等方面的对比分析,结果表明该机器人清渣系统的开发应用实现了镀锌线锌锅无人化清渣,能够按照操作工的意愿和无情绪干扰的方式清渣,从而及时彻底地清除锌锅浮渣,有利于镀锌板表面质量的提高,产品质量更可靠和稳定;不仅提高了清渣效率,而且减少了操作工在恶劣环境中的作业时间,降低了恶劣环境对操作工的伤害风险。     

基于多场耦合的电解加工腐蚀模拟

为掌握电解加工过程中多物理场耦合机制,利用湍流气泡流模型对电解加工对电解加工中气液两相流场进行描述,并耦合电化学相关模型,分析了初始状态及不同时刻下的电流密度和工具阴极、工件阳极表面气泡率的分布规律.仿真结果表明:间隙两端的杂散电场和阴极表面析出的氢气会使加工间隙内的电流密度分布不均匀,从而影响工件的腐蚀成型.此次研究...     

热镀锌板隐形锌渣缺陷的典型特征及控制措施

采用扫描电子显微镜和能谱仪研究了热镀锌板中5种隐形锌渣缺陷的微观形貌和微区化学成分,并提出了相应的控制措施。结果表明:热镀锌板中的隐形锌渣缺陷主要包括富铝-锌类、富铁-铝类、富铁-锌类、残铁类、ZnO类等5种;富铝-锌类锌渣缺陷呈灰白相间的疏松状;富铁-铝类锌渣缺陷呈灰白色的针状或片状,分布较分散;富铁-锌类锌渣与锌层混杂,或以颗粒状嵌入锌层中;残铁类锌渣缺陷呈黑色或深灰色线状或片状,分布较集中;ZnO类锌渣缺陷主要由嵌入锌层的ZnO形成,呈连续片状,分布较分散;在采用高铝控制工艺、设备优化和调节、露点控制和定期清理锌灰等方法后,热镀锌板的整体平均返修率由40%降低至6.88%,其表面质量得到明显提高。     

耐熔锌腐蚀材料及热镀锌内加热技术

实现内加热方式的关键是解决耐锌蚀材料问题，研制开发的耐锌蚀金属复层材料，经试验证明与熔锌不润湿，不互溶，不被熔锌所腐蚀，其耐熔锌腐蚀寿命可与无机陶瓷材料相媲美，强度和韧性又远高于无机陶瓷材料，能经受锌液凝固时所产生的收缩力和生产过程中工件的机械碰撞，满足频繁启动锌锅的生产要求，完全适用于热镀锌行业中的恶劣工况条件，基于该材料在耐蚀，强度和导热性等方面的优良特性，成功地制造出效率高，寿命长，工作稳定的大功率加热器，用其直接加热锌液，实现了工业热镀锌内加热方式，收到显著地节锌，节电，改善生产环境的效果。     

铝连铸连轧过程中铸嘴堵塞的原因与机理

建立仿真模型模拟了连铸连轧过程中铝液流经铸嘴时的温度场及速度场,试验研究了铸嘴材料与铝液在不同温度(850,900,950℃)反应不同时间(2,4,6,8,10h)后的形貌和成分,分析了铸嘴堵塞的机理。结果表明:在铝液流动过程中,铸嘴在铁板固定处的温度梯度比其他区域的高;铝液流速分布不均匀导致温度分布不均匀,与铸嘴壁接触区域的铝液温度较低,容易发生挂渣;高温铝液与铸嘴材料中的SiO2发生置换反应生成Al2O3夹渣和单质硅,Al2O3的生成会增大铸嘴壁的表面粗糙度,同时会进入铝液使其黏度增大、流速变慢,不能及时冲刷掉铸嘴壁表面挂渣,使得铸嘴壁上的夹渣不断增多,最终导致铸嘴堵塞。     

液动压悬浮抛光中磨粒与工件表面作用的数值模拟研究

针对液动压悬浮抛光固-液两相流中固相磨粒与工件表面撞击的过程中,对磨粒以不同的速度和不同的角度撞击工件表面后残余应力沿工件深度方向的分布规律进行了研究,利用ABAQUS软件建立了单颗磨粒撞击工件表面的三维有限元模型。对磨粒流撞击工件表面时的速度场进行了输出,利用PFC/3D软件建立了磨粒流撞击工件表面的三维离散元模型。研究结果表明:随着撞击角度和速度的增大,在工件表层形成的压应力场会增大,沿深度方向残余应力值急剧下降,磨粒流中磨粒间的撞击对磨粒撞击工件表面的速度场影响不大。     

镀锌线退火炉加湿器的技术改造

为了防止锌锅产生的锌蒸汽在带钢表面冷凝成锌灰,影响表面镀锌质量,工程设计中在炉腔内增加了加湿器,利用控制炉腔湿度的手段来抑制锌灰的出现。通过技改可以有效提高加湿器的工作效果,提升产品质量。     

关于自由度的计算

关于自由度的计算,已经引起了世界上许多学者的注意。本文提出了“根据机械系统的闭合特点,割断机架分析末杆运动,在同一瞬间把末杆与机架焊接,重新形成原机械系统”的理论,来计算机械系统（包括机构、结构）的自由度。本文阐明了机械系统中的静不定次数和自由度数的内在联系;为判断机械系统能否实现有限位移提供了必要性判据,同时为判定机械系统是否能作为结构提供了充分性判据;揭示了静不定和自由度的物理意义;严格地说明了把机构分成六个族是错误的,机构分族的观点是毫无意义的。根据上述理论,我们导出了闭合数计算公式、自由度数计算公司以及静不定次数计算公式。用这些公式可以毫无例外地按机械系统（包括机构、结构）的构造,正确地计算出它的自由度数和静不定次数。     

RV减速器针摆传动啮合特性分析

在分析RV减速器的传动原理和结构特点的基础上,从系统角度出发,考虑RV减速器两级传动系统耦合变形、摆线轮轮辐结构以及轴承刚度,建立了RV减速器啮合特性分析模型。对RV减速器针摆传动啮合特性进行了仿真分析,具体讨论了摆线轮轮缘厚度、修形量以及载荷大小对啮合特性的影响规律。同时根据所建立的分析模型对RV减速器的扭转刚度进行了分析。最后通过对RV减速器进行了针齿壳齿根压应力实验测试以及扭转刚度实验测试,验证了仿真分析的正确性。     

球开蜗杆砂轮的磨齿原理及其球基螺旋面参数

提出用球开蜗杆砂轮连续分度展成磨削内齿轮的概念,阐述了其磨齿原理.建立了砂轮的球基渐开螺旋面议程和分度球面螺旋线方程,给出螺旋运动参数,螺旋线导程,螺旋升角的定义及计算式.     

CONSIDERATION OF THE FORM OF THE UNDEFORMED SECTION OF CUT IN THE CALCULATION OF MACHINING FORCES

For the calculation of machining forces in turning processes, the empirical equation of Victor and Kienzle has been established as a common model. However, the model has some constraints. The undeformed chip thickness has to be higher than 0.1 mm and the ratio of undeformed chip width and undeformed chip thickness has to be higher than four. This means that the equation cannot be used for several combinations of process parameters. This paper shows an approach to calculate the machining forces for any form of undeformed sections of cut based on the approach of Victor and Kienzle. In order to achieve this, the undeformed chip thickness and the undeformed chip width are defined in a new way. Furthermore, the direction of chip flow is considered to determine the feed and passive force components.     

球形滚刀的理论研究

对球面螺旋面进行深入的理论研究。给出了球面螺旋线导程、螺旋运动参数、球面螺旋升角的定义及新公式。建立了球形滚刀各螺旋面方程、刃口方程及侧后角计算等一整套新公式,可作为设计制造滚刀时的参考,总结出球形滚刀存在的有理论误差及减少误差的方法。最后给出了设计实例。     

圆管凸缘整体成形技术的研究

对圆管凸缘一步及多步整体成形工艺进行了研究,采用有限元数值模拟方法分析了圆管坯料尺寸、摩擦等因素对成形过程中金属流动的影响及缺陷产生的原因。给出了2种内径、3种壁厚情况下,成形凸缘宽度－极限摩擦因数关系曲线,提出了圆管镦锻凸缘成形极限图的概念。并依据数值模拟结果进行了圆管镦锻凸缘一步整体成形试验,试验结果显示所成形的圆管凸缘符合数值模拟预测的结果,说明所提出的成形极限概念对圆管凸缘整体成形技术有指导意义。     

车辆主要噪声源识别方法的研究

描述了车辆车外主要噪声源的两种常用识别方法即声强法和声压法,给出了小客车车外噪声源的声强法和声压法的对比识别结果。这两种方法对比识别结果表明：在声源愈单一的情况下,声强法与声压法识别结果的相差愈小;在声源愈复杂的情况下,声强法与声压法识别结果相差愈大。     

轮轨滚动接触疲劳现象分析

论述轮轨滚动接触疲劳破坏的几种典型现象，定性地分析它们的起因和发展过程。介绍我国部分铁路现场轮轨接触表面的疲劳破坏调查情况，给出由非赫兹滚动接触理论分析计算的我国铁路轮轨接触表面作用力分布情况。计算结果表明我国铁路轮轨接触表面疲劳现象如此严重的主要原因之一是轮轨型面不配匹和轨底坡设置不合理。并论述该领域今后的进一步研究方向。     

五足步行机器人步态研究

将五足步行机规则步态分为奇异和非奇异两大类型,对步态各类数、负荷因子取值范围、稳定行走条件以及稳定裕度求算进行了分析,所得结论对于指导五足机的机构和实用步态设计有重要理论意义。     

技术创新的源泉--知识的条件性

人类文明和科技进步源于创新。创新的内涵源于知识的拓新,而知识拓新又源于知识本身的特征──条件性。自觉地还是自发地运用知识的条件性,具有很大的效果差异。自觉地认识知识的条件性并转化为方法,可加快和顺利地开拓创造性思维,把难题化解,并进行物化,以获得新成果。