双喷嘴喷射成形柱状坯传热过程模拟

利用移动边界条件,对双喷嘴喷射成形柱状坯不同时刻热过程做出了表征,模拟了两组不同工艺参数下得到沉积坯的传热过程.研究结果表明,稳定生长条件下得到的柱状沉积坯除底部区域外各处温度比较均匀,且温度随时间变化趋势相似,可得到整体性能良好的沉积坯;非稳定生长条件下得到的沉积坯除中心区域外其余各处温度相差较大,顶部和底部冷却速度明显大于中心部分,得到沉积坯整体性能较差.利用数值模拟方法可以理解喷射沉积动态热过程,有效优化沉积工艺,对获得优质沉积材料具有一定指导意义.     

喷射成形生产圆管坯复合材料的沉积及传热过程模拟

运用数学模型及计算机模拟技术,对喷射成形法生产圆管坯复合材料过程中的沉积和传热过程进行了模拟研究.采用多道次往返反复沉积的方法,在控制喷射速度和管坯运行速度的条件下,可以形成均匀稳定的圆管坯复合材料.传热过程采用跟踪沉积过程外界面的方法,得到了不同沉积厚度情况下圆管坯和基体材料的温度分布情况,以及圆管坯内的凝固情况和冷却速度.     

连铸凝固过程热模拟实验方法及应用案例

凝固是制约冶金产品质量的重要环节,但因高温、不透明、大规模和连续化的生产特点,连铸生产条件下的凝固问题研究极为困难。目前的研究方法主要包括数值模拟、物理模拟和热模拟,其中热模拟方法因可以直接获取接近生产条件的实验数据而备受关注。本工作系统介绍了连铸凝固热模拟研究方法,简述了热模拟技术原理,并对结晶器热模拟方法及特征单元热模拟方法的原理和应用进行总结。其中,基于特征单元热相似性提出的连铸坯枝晶生长热模拟及凝固裂纹热模拟等方法成功地将十几吨铸坯的凝固过程“浓缩”到实验室用百克钢研究,不仅可以揭示钢液成分、浇注和冷却条件等因素对凝固过程、组织和元素分布的影响规律,而且还可以获得铸坯固液界面形貌、界面前沿溶质扩散和夹杂物演变、凝固裂纹形成的可能性及条件等其他手段无法得到而冶金界非常关注的问题。要点：(1)概述了连铸凝固过程研究方法。(2)重点介绍了连铸凝固过程热模拟方法的分类、原理和应用。(3)总结展望了连铸热模拟研究方法的研究方向。     

双喷嘴喷射成形柱状坯生长过程模拟

建立了双喷嘴喷射成形柱状坯形成过程数学模型,利用此模型,对下拉速度、喷射夹角和初始偏心距3个工艺条件下沉积柱状坯的生长过程进行了数值模拟,模拟结果表明,各条件对柱状坯形成过程都有影响,只有合理的工艺条件才可得到较合理的柱状沉积坯.通过理论分析,提出了得到稳定增长理想柱状坯的条件,对优化工艺有一定指导意义.     

板坯连铸铸坯二冷顶弯段应力分析

以某钢厂2号板坯连铸机结晶器至二冷顶弯段末的铸坯为研究对象,采用切片法建立沿拉坯方向上铸坯的二维纵断面弹塑性应力分析模型,并结合有限元数值模拟技术,对Q235G钢连铸坯的连铸过程进行数值仿真,获得顶弯过程中铸坯内的应力变化规律.结果表明,在夹棍位置下,铸坯内部20 mm处受到的等效应力随距弯月面距离的增加逐渐增大;铸坯表面受到的等效应力先增大,然后在10.25 MPa上下波动,在项弯段末,等效应力开始回落.此外,外弧侧凝固坯壳受到的等效应力大于内弧侧坯壳的等效应力.模拟所得计算结果可为研究2号铸机顶弯段结构对铸坯质量的影响提供理论依据.     

冷轧Q195L钢带鱼鳞状掉皮缺陷成因分析

结合SEM及EDS、金相分析、数值模拟方法研究了冷轧Q195L钢带冷轧过程中出现的鱼鳞状掉皮现象.试样检测表明,非金属夹杂物和氧化铁共同作用导致这种缺陷,前者来源于钢水夹杂驱除不净或保护渣卷渣,后者根源在于连铸坯内部裂纹发生脱碳氧化,最终在冷轧中暴露于表面.数值模拟表明,铸坯角部裂纹发生在结晶器内,钢水开始浇注的前6s内铸坯角部降温速率为124.9℃/s,凝固收缩速率达0.07mm/s.凝固前裂纹指数呈增长趋势,在凝固末端达0.75,伴随疏松与缩孔形成中心裂纹;凝固坯壳内从近表面到距离边部41mm处裂纹指数均出现过大于1的情况,中间裂纹形成于此,铸坯二冷II段内回温会导致中间裂纹沿弱化的柱状晶晶界扩展.     

沉积物理模拟发展与应用

沉积模拟是沉积学理论研究发展的一个重要方法,它分为数值模拟和物理模拟。沉积物理模拟是对自然界中沉积的过程在室内进行的动态模拟,具有更加真实、形象、直观的特点。它为油田进行油气勘探开发、建立沉积学理论知识提供了基本参数与依据。     

拉坯速度对结晶器内钢液流动和温度分布的影响

针对板坯连铸过程,建立了钢液流动、传热、凝固的三维耦合数值计算程序,计算分析了拉坯速度对结晶器内钢液的流动、凝固特征的影响.计算结果表明,拉坯速度对流动的影响主要表现在宏观速度的大小上,不会影响流动的形态.但对传热和凝固过程有重要影响,直接影响到凝固终点的位置.凝固终点的长度与拉坯速度成正比关系.     

连铸板坯凝固壳形貌测试及模拟

通过射钉法在铸坯横断面1/2,1/4,1/8三个位置测量170mm×1400 mm断面AH 36钢在1.25和1.35 m/min两个拉速下的连铸板坯凝固坯壳厚度,根据凝固定律,利用铸坯凝固坯壳厚度确定液相穴长度以及凝固终点.应用板坯连铸二次冷却仿真软件对其进行凝固过程模拟计算,得到凝固壳生长形貌,横向和纵向凝固壳厚度变化趋势,以及横向内弧表面温度.对比测量结果与模拟结果,验证在同一位置凝固壳厚度基本一致,铸坯最先凝固的位置为1/4处,凝固末端位于1/8处.对连铸板坯凝固壳形貌的研究为二冷制度的设计以及优化提供了有效依据.     

大方钢坯连铸二冷区传热与凝固过程数值模拟

采用改进的波动冷却法(FCA-I)对大方坯连铸二冷区传热与凝固过程进行数值模拟,并与单调冷却法、波动冷却法(FCA)的计算结果进行比较. 结果表明,3种方法计算所得铸坯矫直前温度及液芯长度均与实测值相近,但FCA-I法计算结果更准确,可实时预测拉速变化时铸坯表面温度分布与液芯长度变化. FCA-I法既保留FCA法能准确反映铸坯足辊间温度、凝固壳厚度变化的优点,同时也克服了其难以适应变拉速的缺点. FCA-I法模拟所得结晶器内和二冷区凝固壳厚度dshell与凝固时间t的关系分别满足dshell=19.62t1/2-2.52和dshell=29t1/2,模拟值与文献结果基本一致.     

镁合金精密温锻材料性能的研究

介绍了研究镁合金材料性能的温锻方法。镁合金的屈服应力显示了明显的加工软化现象，并导致在锻造过程开始时出现高的峰值负载。为了降低初始锻造峰值负载提出了坯料形状的新概念。这种形状是精心设计的，因此所给的预应变在锻造过程的起初阶段并不约束坯料流动，并且以后充填模具型腔时的屈服应力较低。本文提出的这种方法通过有限元模拟和伺服控制液压机试验后证实是有效可行的。     

基于离散元方法的高碱煤灰沉积过程数值模拟研究

针对锅炉燃用高碱煤产生的受热面积灰问题,以流化床锅炉对流过热器为研究对象,采用离散元方法（discrete element method）建立黏性颗粒碰撞黏附模型,对过热器对流受热面的积灰过程进行数值模拟。分别研究了烟气流速、颗粒粒径、烟气温度以及壁面温度对积灰特性的影响规律。模拟结果表明：烟气流速增大、颗粒粒径减小会导致颗粒的碰撞率上升、捕集率下降;烟气温度和壁面温度提升时,颗粒表面能上升,导致颗粒捕集率上升,且壁面温度的影响更为显著;不同工况下最大积灰厚度、沉积物形状变化较小。     

步进式加热炉钢坯运动的非线性PID控制

在步进梁系统数学模型的基础上,设计了一种步进式加热炉钢坯运动的非线性PID控制方法。仿真实验结果证明:非线性PID控制可实现步进梁速度的准确、平稳跟踪,有效消除移动梁托起钢坯时产生的速度跌落。     

椭圆形封头冲压成形壁厚减薄量精确计算与参数寻优

利用先进的数值计算方法,实现封头冲压成形过程从定性分析向定量控制的转变成为目前研究热点问题之一.然而在有限元数值计算模型中,如何精确读取成品封头壁厚减薄量一直是难点.为此,首先基于一般通用有限元软件建立了一个标准椭圆形封头冲压成形数值计算模型,然后结合大型工程计算与优化软件开发相应用户子程序,实现封头成品各点壁厚值的精确提取,并对封头坯料结构几何参数进行了优化,得到最佳的坯料壁厚值和直径,研究结果可为封头成型制造过程定量控制提供技术支持.     

Role of the scaling factor in the process of SHS extrusion based on the example of a TiC + Co system

The effect of the scaling factor (the influence of the height and diameter of the initial cylindrical billet) on the temperature distribution in a material and on the completeness of the extrusion of long samples obtained the method of self-propagating high-temperature synthesis (SHS) extrusion has been theoretically studied. A numerical analysis has been carried out based on the mathematical simulation of the thermal conditions of the SHS extrusion process. It has been shown that the change in the scaling factor significantly affects the length and quality of extruded rods due to the uniformity of the temperature field. It has been found that there is a limiting value for the diameter of the initial billet above which material is hardly squeezed out of the camera.     

动态过程钢坯高温防氧化技术

概述了国内外钢坯高温防氧化涂料的研究现状。分析了动态过程钢坯高温防氧化涂料的技术要求。介绍了一种自主开发的动态过程钢坯高温防氧化涂料的应用状况。指出钢坯高温防氧化技术研究对减少钢材高温损耗、降低能源、提高生产效率和经济效益有重要的现实意义。     

蓄热式连续推钢加热炉内钢坯加热过程动态数值模拟

基于商业软件CFX4.3和自编程序,建立了一套CFD模拟系统,并以新钢公司80 t/h蓄热式加热炉为对象,对其进行适当简化的三维动态数值模拟研究,分析了钢坯在炉内的加热过程,并与生产记录数据和现场测试进行对比. 结果表明,蓄热式加热炉能获得较好的流场和温度场分布,钢坯出炉前温度达到1460 K以上,钢坯内各节点的温差不超过10 K,基本满足高效、低耗的钢坯加热工作需要. 但本研究的蓄热式加热炉在生产条件下的温度制度仍存在一定的不合理之处,钢坯离开加热段进入均热段时其表面平均温度为1350 K左右,均热段大部分时间内钢坯仍在被加热,影响均热效果,在今后设计和操作加热炉时应加以改进.     

尼龙梭坯注塑过程中的常见问题及探讨

简介尼龙梭坯注射成型前的物料准备,重点探讨了尼龙梭坯的成型工艺、注塑过程中常见的问题及影响因素,以及尼龙梭坯生产过程中的关键因素控制。按选定的工艺生产尼龙梭坯的合格率达95%以上,上机试验表明,尼龙梭的寿命达60d以上。