工艺因素对消失模铸造充型前沿气膜的影响研究

运用数值模拟技术对简单板型铸铁件的消失模铸造过程进行了数值模拟,分析讨论了浇注温度、模样密度及负压度对消失模铸造中液态金属流动前沿气膜的厚度和气膜压力的影响.结果表明:消失模铸造液态金属流动前沿气膜厚度及压力随模样密度、液态金属的浇注温度的增大而增大,随沙箱的真空度的增大而减小.     

铸件充型过程数学模型的离散

根据金属液流动遵循的物理规律，通过分析反映物理现象的基本方程，建立了铸件充型流动的数学模型．在保证计算精度和稳定性的前提下，利用有限差分法对基本方程进行了离散化，得到了数学模型的差分格式．为进一步的数值计算奠定了基础．     

液态金属热扩散研究

铸件凝固数值计算时高温液态金属热物理参数的选取是尚未解决的问题之一。本文在前人工作的基础上,将现场浇注（浇注圆柱形试样）与DFP参数优化结合起来。提出了一种液态金属有效导温系数α的实测方法。大量的实验与数值计算证实了该方法的可能性。有效导温系数α随液态金属温度的下降而减小。通过改变试样尺寸和浇注温度,探索了诸因素对液态金属有效导温系数的影响。     

注塑模流动分析

本文基于流变学基本方程，采用合理简化，得到注塑模三维薄壁型腔充填过程中的非弹性，非牛顿流体在非等温状态下的Ｈｅｌｅ一ｓｈａｗ模型及浇注系统充填过程中的数学模型，并采用混合有限元／有限差分数值方法，进行注塑模流动分析。     

主塑模流动分析

本文基于流变学基本方程，采用合理简化，得到注塑模三维薄壁型腔充填过程中的非弹性，非牛顿流体在非等温状态下的Ｈｅｌｅ－ｓｈａｗ模型及浇注系统充填过程中的数学模型，并采用混合有限元，有限差分数值方法，进行注塑模流动分析。     

基于微分求积法的三维非恒定、不可压N-S方程的数值计算模型

采用SIMPLE算法与用高阶多项式来逼近的微分求积法（PDQ）结合，建立了在非交错网格系统上求解三维、非恒定、不可压、原始变量形式Navier-Stokes方程的计算方法．在本算法中，流动控制方程中的空间导数用PDQ法进行离散，流动控制方程以SIMPLE算法的思想进行求解；并提出了在非交错网格系统中保证在边界上满足连续性方程以及补充压力校正方程的边界条件的方法．     

基于有限元法的镁铝合金薄壁压铸件压铸缺陷分析

铸造充型过程的数值模拟技术是铸造领域的前沿技术。采用这些技术进行充型过程的数值模拟可以帮助人们更清楚地了解充型过程中金属液流动的自由表面和速度分布。为了给薄壁压铸件选择最佳浇注系统和最佳工艺参数,利用PROCAST软件对铸件的压铸过程进行了数值模拟,获得了铸件充型时间和温度场的分布,根据分析结果优化模具结构和压铸工艺。     

基于数值模拟的YL112压铸浇注系统设计与优化

对YL112铝合金压铸件设计了3种类型的浇注系统,运用流体模拟软件Flow-3d对3种设计的充型过程进行模拟。通过观察温度场、压力场和表面缺陷的分布情况,预测充型过程中的氧化夹渣、气孔等缺陷。在分析模拟结果的基础上提出了浇注系统和溢流系统的优化方案,提高了铸件的质量。结果表明：在浇注温度620℃、模具连续工作温度200℃、冲头压射速度2.0 m.s-1的条件下,合理的溢流槽使金属液具有均匀填充型腔的填充路线的方案最为合理。     

双金属液浇注灰/蠕复合铸铁工艺研究

为了得到兼顾强韧性和导热性的复合铸铁,设计了四种双金属液-液浇注工艺.浇注双金属液时,统一采用底注式浇注系统浇注下层金属液,改变浇注上层金属液的浇注系统,上层金属液浇注速度选择为5cm·s-1,两种金属液浇注间隔时间选择为20s,下层金属液浇注高度超过理论结合面15mm.利用计算机数值模拟方法研究了金属液充型过程,并与实际浇注结果进行了对比验证.研究结果表明:采用缝隙扇形式浇注系统,制备出的灰/蠕复合铸铁的抗拉强度达到205 MPa,高于HT200灰铸铁,其500℃时导热系数为36 W·(m·k)-1,高于RuT300蠕墨铸铁.     

摇枕平稳充型浇注系统设计与铸造工艺的计算机模拟

基于无气隙平稳充型浇注系统的设计原理,设计了摇枕铸件的浇注系统并进行了充型和凝固过程的计算机模拟.比较原工艺和新工艺充型模拟结果,发现新工艺浇注时没有产生卷气、湍流、飞溅等缺陷;温度场和固相分数的模拟结果表明,铸件没有产生热节和缩孔缺陷,表明了新工艺的可行性.     

TiC陶瓷滤片的制备及其性能研究

在对TiC陶瓷的性能及其制备工艺进行分析研究的基础上,利用SHS/PHIP技术制备了致密的TiC-TiB2复相陶瓷材料,并对材料进行切割加工成型和清洗,得到和所需滤片形状相同的TiC-TiB2复相陶瓷片,然后再根据TiC和TiB2化学性能的差异,用王水的强腐蚀性溶解其中的TiB2陶瓷相从而得到孔隙大小均匀的、性能优异的TiC陶瓷滤片.用该方法制备的TiC陶瓷滤片,孔隙的直径范围在2~3μm,分布均匀,可以在任何性质的液体中使用,也可用于熔融金属液的过滤.     

压铸件充填特性的研究

本文利用自制的精密压力计,测定了金属液充型过程中的压力,观察了压铸件的金相组织,并测定了其抗拉强度。指出了金属液充型时压力传递的规律及其对压铸件质量的影响。对正确设计浇注系统,合理地进行压铸型设计,提高压铸件质量和经济效益等有实际指导意义。     

Analysis of unsteady supercavitating flow around a wedge

Supercavitating flow around a slender symmetric wedge moving at variable velocity in static fluid has been studied. Singular integral equation for the flow has been founded through distributing the sources and sinks on the symmetrical axis. The supercavity length at each moment is determined by solving the singular integral equation with finite difference method. The supercavity shape at each moment is obtained by solving the partial differential equation with variable coefficient. For the case that the wedge takes the impulse and uniformly variable motion,numerical results of time history of the supercavity length and shape are presented. The calculated results indicate that the shape and the length of the supercavity vary in a similar way to the case that the wedge takes variable motion,and there is a time lag in unsteady supercavitating flow induced by the variation of wedge velocity.     

多时段缺电损失最小化减载模型及算法

为了实现系统供电不足时的缺电损失最小化,本文提出了在多时段最优减载的模型和算法.该模型考虑了各时段间缺电损失的耦合关系,是一种最优潮流模型,该算法是改进的近似规划法.利用不同时段潮流方程和约束条件的无耦合性,将潮流求解、灵敏度解算、约束条件的线性化、有效约束的筛选等主要计算分时段进行,进而形成关于所有时段控制变量的近似线性规划算法.以线性规划的结果修正控制变量,迭代收敛至最优解.同时将距离判别有效约束改进为区间运算判别有效约束,提高了线性规划算法的效率.并以IEEE-14节点系统的4个时段为例,验证了该模型和算法的有效性.     

应用流变学分析浇注系统

应用高聚物流变学的理论对塑料熔体在浇注系统中的流动行为进行了研究，从熔体流变行为角度去设计浇注系统，以克服凭经验设计的不足。     

Effect of electromagnetic force on turbulent flow of molten metal in aluminum electrolysis cells

The standard κ-ε model was adopted to simulate the flow field of molten metal in three aluminum electrolysis cells with different anode risers. The Hartman number, Reynolds number and the turbulent Reynolds number of molten metal were calculated quantitatively. The turbulent Reynolds number is in the order of 10^3 , and Reynolds number is in the order of 104 if taking the depth of molten metal as the characteristic length. The results show that the molten metal flow is the turbulence of high Reynolds number, the turbulent Reynolds number is more appropriate than Reynolds number to be used to describe the turbulent characteristic of molten metal, and Hartman number displays very well that electromagnetic force inhibits turbulent motion of molten metal.     

Numerical Simulation of Al-Si Alloys Filling in EPC Processes

ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＡｌ－ＳｉＡｌｌｏｙｓＦｉｌｌｉｎｇｉｎＥＰＣＰｒｏｃｅｓｓｅｓＷＥＩＺｕｎＪｉｅ；ＡＮＧｅｙｉｎｇ；ＣＨＡＮＧＱｉｎｇｍｉｎｇ魏尊杰，安阁英，常庆明（Ｄｅｐｔ．ｏｆＭａｔｅｒｉａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈ...     

“一罐制”铁水调度优化模型的研究

铁水转运是钢铁生产的一个关键衔接环节,对控制钢铁生产节奏、保证产品质量起着极其重要的作用.钢铁生产新工艺的“一罐制”铁水运输,缩短了钢铁界面流程,使生产的刚性和连贯性增强,对铁水转运系统的要求更高,因此钢铁企业日益重视对铁水转运调度的研究.在对行车起重机＋铁水车“一罐制”铁水转运和调度的研究基础上,分析了新工艺流程中铁水转运系统的特点,对钢铁生产的调度计划进行优化,建立了基于“一罐制”铁水转运多目标径路优化模型,并给出了模型算法.算法实现了新工艺下铁水物流运输的智能优化调度,使铁水运输趋于准点,降低生产能耗.     

具相似流动的层流边界层方程零解的稳定性分析

二维不可压层流边界层方程,在具相似流动时,可化为Falkner-Skan方程。本文将F-S方程f~(″′)+ff~″+(2m)/(m+1)(1-f~(′2)=0作变量变换,转化成二阶非自治系统,讨论了其零解附近的稳定性,并作了物理解释。     

黏性颗粒在鼓泡床中局部流动结构的数值模拟

因颗粒间的团聚效应,黏性颗粒在鼓泡床中流动特征比粗颗粒的更为复杂,呈现出颗粒、聚团、床层上的多尺度结构。因此,提出采用系统分解思路,将流动结构非均匀的黏性颗粒鼓泡床系统分解为乳化相、气泡相和相间相3个均匀的子系统,并引入7个结构参数描述该系统的局部流动结构。利用聚团的力平衡模型、气固两相的连续性方程、动量守恒方程及经验公式,构建该体系的局部结构参数模型。最后,以黏性氧化铝颗粒在鼓泡床中的流化作为算例,采用全局搜索算法求解结构参数以评价该模型的合理性。实验结果表明,所选用的结构参数能够正确地反映黏性颗粒在鼓泡床中局部流动结构,并与已有文献报道和实验现象相吻合。因此,可用这些结构参数计算气固相间曳力和模拟流场的流动特性。