增量变刚度法在铸件凝固过程数值模拟中的应用

目的开发铸件凝固过程位移场数值模拟程序。方法 采用有限元增量变刚度法计算位移场。结果 对实际铸件进行模拟。结果与理论分析一致。结论 本研究工作是进一步模拟应力场和进行热裂预测的基础。     

铸件凝固过程的微观组织数值模拟研究进展

对目前国内外铸件凝固过程微观组织数值模拟的研究进行了回顾.重点介绍了铸件凝固组织模拟的3类方法确定性方法、随机性方法、相场方法.评述了当前使用的数学模型的特点及局限性.总结了微观组织数值模拟研究的现状及其发展趋势.     

蜂窝薄铝板淬火残余应力研究

文章采用分段二次函数描述薄铝板淬火换热系数,并借助ABAQUS有限元软件进行温度场和应力-位移场模拟,得到换热系数和位移场的关系.基于试验所得翘曲位移反求换热系数,进行温度场和残余应力场模拟,并与用X射线衍射仪测得的残余应力试验结果进行对比,模拟值和试验测量值吻合良好,证明模拟方法可用有效.最后分析了薄铝板淬火残余应力产生机理和翘曲发生原因,得到了淬火残余应力的大小和分布规律.     

基坑开挖与土钉墙施工过程的数值模拟

应用有限差分法计算程序FLAC对淮安市某基坑开挖和土钉墙施工过程进行数值模拟,分析了基坑开挖和土钉支护过程中的土体位移场、应力场和土钉受力的变化规律.数值模拟的结果与现场监测数据比较吻合,说明了使用数值方法模拟基坑开挖的有效性,得到了土钉支护基坑的位移场和土钉受力规律.     

深基坑桩锚与土钉联合支护设计与数值模拟

对郑州市某大型深基坑进行桩锚与土钉联合支护设计,应用FLAC3D软件对桩锚与土钉联合支护过程进行数值模拟,对各开挖过程中基坑位移场和土钉锚杆等结构单元的受力变化进行分析,模拟结果与设计计算结果基本吻合,数值模拟结果有效地指导了设计计算和现场施工过程.     

铸件凝固过程的微观组织数值模拟研究进展

对目前国内外铸件凝固过程微观组织数值模拟的研究进行了回顾．重点介绍了铸件凝固组织模拟的3类方法——确定性方法、随机性方法、相场方法．评述了当前使用的数学模型的特点及局限性．总结了微观组织数值模拟研究的现状及其发展趋势．     

大高径比ZA27合金铸件挤压铸造应力场模拟

大高径比挤压铸件成形时的一个显著特征是压力沿着轴向分布严重不均.作为挤压铸造中的一个重要参数，比压严重影响铸件的组织和性能.利用有限元法对大高径比ZA27合金柱形挤压铸件凝固过程中的压力分布进行了热力耦合数值模拟，分析了铸件比压与显微组织和力学性能的关系.通过改变铸件与模具之间的摩擦系数、高径比，对铸件内部比压分布进行了数值模拟，讨论了工艺参数对比压力分布的影响情况，取得了令人满意的结果.     

泰安抽水蓄能水电站地下厂房围岩稳定性数值模拟及监测分析

应用快速三维拉格朗日差分法对泰安抽水蓄能水电站地下厂房进行了弹塑性数值模拟,准确的模拟了围岩的动态变化过程,对开挖前后围岩的位移场和应力场以及塑性区进行了比较分析.另外,还对该厂房围岩的变形监测资料进行了研究,得出在开挖和支护过程中围岩的变形特征和支护结构的受力特点;并将现场监测结果和位移计算结果进行比较,结果表明:模拟计算结果和监测结果规律基本一致,采用本计算方法模拟开挖大型地下洞室群具有较强的可行性,对今后的地下大型洞室群的稳定性分析具有参考意义.     

Al-Si合金(A357)重力铸造充型及凝固过程模拟

利用多通道数据采集系统对铸件特定部位的温度进行测量,以掌握该点的凝固和补缩,并利用O lym pu s金相显微镜观察铸件关键部位的宏观组织,进而分析其凝固方式.用商业化模拟软件Z-C ast对铝合金拉伸试棒充型及凝固过程进行模拟,对实际浇注实验中测试点的温度场进行模拟,并将模拟结果与实验结果进行比较.结果表明,当金属铸型的预热温度较低时,必须采用较高的浇注温度才能够使铸型充满,试棒在凝固过程能够得到有效补缩,从而消除了由于糊状凝固造成的显微缩松.铸造模拟软件Z-CA ST能够准确的模拟铝合金铸件充型凝固过程,提供较准确的流场、温度场信息,预测缺陷及其出现位置.     

新集二矿巨厚砂岩顶板覆岩应力位移场数值模拟

采空区覆岩“三带”形成、发展与其应力位移分布密切相关.本文以新集二矿1煤210108工作面采空区巨厚砂岩顶板为研究对象,采用数值模拟方法分析采空区覆岩应力位移场分布,结果可为采空区覆岩破坏及“三带”分布分析提供依据.     

大型铸钢件凝固数值模拟的传热学方法

在充分考虑材料变物性的基础上,用控制体的热量衡算法得到计算凝固温度场的隐式差分模型。对气隙传热等条件做适当处理后,模拟了大型铸钢件的强制冷却凝固过程。找出了温度分布和凝固状况参数变化的规律;给出工艺参数关联图。     

型砂热物性的实验研究

采用浇铸法对型砂的热物性值进行实验研究，并用自制的实验装置对工厂实际生产所用的水玻璃砂的热物性值进行了测定，为300MW汽轮机中压静叶持环铸件的充型和凝固过程计算机数值模拟及工艺设计提供了实用和可靠的热物性数据。     

基于CAE技术铝合金支架压铸工艺优化

基于CAE技术研究了铝合金汽车支架压铸件的凝固过程,对可能出现的铸造缺陷进行预测,获得了零件成型过程的温度场分布和凝固时间与温度的关系。在有无水冷的两套方案中选择不同部位节点,研究不同节点凝固过程中的温度变化规律。结果表明：没有增设水冷的方案中,铸件凝固顺序混乱,温度梯度分布不合理,铸件成形过程容易产生铸造缺陷;增设水冷设置的方案中,铸件各节点冷却速度得到提高,同时保持良好的凝固顺序,铸造缺陷显著下降。     

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。     

Numerical Simulation of Shrinkage Cavity Formation in Spheroidal Graphite Iron Castings Based on Micro Modeling

A micro-modeling method (MM) for the quantitative prediction of the shrinkage cavity formation in SGiron castings is proposed. The mathematical models describing the volume changes during the solidification ofspheroidal graphite cast iron are established based on the models of solidification kinetics. The shrinkage cavityformation of T-shaped SG iron castings is calculated with MM method. The calculated results are compared with theexperimental results. It is shown that the predicted size, shape and distribution of shrinkage cavity by MM methodare in good agreement with the measured results.     

3-D Finite-Element Numerical Simulation of Centrifugal Induction Electrosalg Casting Solidification Process

A 3-D finite-element numerical simulation model of temperature field for CIESC casting solidification process was developed with the aid of ANSYS software and a series ofcorresponding experiments were made. The results showed that the good agreement was obtained between the numerical simulation and the experiments. Based on the numerical simulation results, the characteristics of tem- perature distribution in the castings during CIESC solidification process were analyzed and summarized. According to the G/R1/2 method and numerical simulation results, there is no any shrinkage defect in the CIESE casting and structure of casting is fine and compact.     

Effects of Suspension Casting on Solidification Process of GCr15 Steel Ingot

The mechanism of inoculation in the case of suspension casting process has been studied through solidification kinetics. The effect of suspension casting process on temperature field, solidification rate, temperature gap of crystallization, effective distribution coefficient of solute and nucleation frequency during solidification process in steel ingot were discussed on the base of experiments. It has been found that the suspension casting process can increase both cooling at and solidification rate of steel ingot, improve the temperature field and solute distribution, narrow the temperature gap of crystallication, and increase the nucleation frequency. Thus, the solidification time can be shorten, the solute can be well distributied, the shrinkage porosity can be reduced and the grain of crystallization can be fined.     

Al2O3的质量分数对衬瓷层组织及耐磨性的影响

针对表面工程领域对耐磨材料的迫切需要及制备耐磨材料的复杂性,发明了钢水余热衬瓷技术,并利用该技术对耐磨衬瓷层进行了研究.通过将不同比例的Al₂O₃和金属粉料混合、合成,制备出陶瓷复合粉,并将其涂覆在沾有高温胶的砂型型腔工作面上,通过正常的钢水浇铸工艺,利用钢水凝固时释放出的热量将陶瓷复合粉烧结到钢的表面,达到耐磨效果.利用扫描电镜观察分析了衬瓷层的组织、表面形貌、是否有脱落现象以及衬瓷层与基体的结合情况,利用能谱分析了衬瓷层的成分,利用磨损试验机检测了衬瓷铸件的耐磨程度.结果表明：Al₂O₃的质量分数在35%~45%之间的衬瓷效果最好,其耐磨性是淬火45号钢的80倍.     

铸钢件凝固过程热应力场数值模拟研究

用数值模拟方法研究了铸钢件凝固过程的热应力场,并计算了标准应力框的应力和位移,应力框变形模拟结果与实际情况基本一致,为进一步研究热裂提供了依据．     

球墨铸铁生产工艺的最新成就

迄今,大多数铸造厂还采用传统的浇冒口工艺生产球铁件。结果是生产成本高,而且还不能防止铸件内形成二次收缩缺陷。 本文论述了球铁冷凝过程中的收缩特性,并举例如何利用控制压力冒口原理进行球铁件的工艺设计。应用新的冒口技术能够防止铸件的收缩缺陷,显著提高铸件工艺出品率。