改进烟花算法计算热态轴类锻件内圆柱体空洞缺陷深度

针对高温状态下热态轴类锻件内部产生的圆柱体空洞缺陷测量困难的问题,提出基于改进的烟花算法检测空洞深度方法。根据锻件的内部微元模型和瞬态温度场传热微分方程推导圆柱体空洞温度场与空洞半径关系的微分方程,利用分离变量法求解;对烟花算法进行改进,以提高圆柱体空洞深度检测精度;构造缺陷深度的目标函数进行测试,得到最优解的相对误差为2.5%。最后,运用所提方法、PSO算法和传统的烟花算法于同一深度的空洞分别进行检测,验证所提方法的可行性。     

裂纹条件下轴类锻件锻造中温度场分析模型

基于非稳态热传导理论建立了对称与非对称裂纹条件下轴类锻件的二维温度场分析模型。该模型结合复合介质理论,首先运用集总参数法求解对称裂纹锻件的裂纹介质温度场,得出裂纹对应的温度场函数,然后将其作为对称裂纹条件下轴类锻件热传导方程的边界条件,通过求解热传导方程得到对称裂纹条件下轴类锻件的温度场分析模型;其次,通过引入修正系数得到非对称裂纹的温度场函数,将该温度场函数作为非对称裂纹条件下轴类锻件热传导方程的边界条件,求解热传导方程得到非对称裂纹条件下轴类锻件的温度场分析模型。实验验证了该模型的可行性。     

用于轴类锻件的组合式摔圆模具的设计

锻造轴类锻件时,一般要采用整形模具(摔圆模具)进行摔圆精整作业。介绍了准800 mm摔圆模具的结构、使用方法、重要零件的材料及热处理方式,并对弹簧零件进行了选型计算。     

一种热态锻件测量系统的误差分析

摘要：针对一种已用于生产实践的热态锻件尺寸测量系统,介绍其测量原理、安装调试原理和具体测量方法,并在此基础上对该系统进行误差分析,从而提出有效的方法预防或者降低误差,提高测量精度,为维修和操作人员提供更好的服务。     

大型轴类锻件的特殊锻造法

利用水平V形砧锻造法，通过有效控制锻件的纤维流向，改善轴类锻件力学性能的异向性。实现轴类锻件的等向锻造，创造普通锻造法无法达到的特殊锻造效果。定性物理模拟实验证明了水平V形砧锻造法是控制轴类锻件力学性能的有效工艺手段。     

基于瞬态传热的含裂缝环形锻件传热模型

针对目前热态锻件存在的裂缝问题,提出了一种基于传热理论的含裂缝锻件传热模型。首先,基于微元体的传热特性,推导满足微元体热平衡关系的导热微分方程,并以瞬时热流量为中介变量,对传热系数、热导率进行了修正。其次,设定环形锻件内外环境边界条件、裂缝有限空间自然对流边界条件,进而建立了多边界条件下含裂缝的热态环形锻件传热模型,利用分离变量法求解该传热模型。最后,应用有限元软件对含不同尺寸裂缝的环形锻件传热模型进行模拟,通过试验验证了仿真分析及传热模型的可行性。     

大型锻件锻合内部空洞性缺陷及优化工艺规程的研究

由大钢锭锻成的大型锻件,内部空洞性缺陷在周围基体压应变作用下,变形而闭合,在105℃以上焊合。坯料拔长过程的应变分布和砧宽比及压下量相关,合理选择工艺参数和操作程序,优化工艺规程,使钢锭内部有均匀足够的变形量,可以锻合全部空洞性缺陷,获得密实高质的大型锻件。     

船舶艉轴机械密封温度场与热变形分析

船舶艉轴机械密封在运转时,密封环端面温度的分布及热变形对密封的泄漏有重要的影响.为了提高机械密封的密封性,采用有限元分析方法,运用整体法和分离法对机械密封的动、静环的温度场、热变形进行分析,研究在不同主轴转速下端面温度的变化情况.分析表明:机械密封端面的最高温度出现在接触区域的中间,并向内、外两侧递减;端面摩擦热与主轴...     

大型轴类锻件切削性及粗加工增效措施研究

大型轴类零件毛坯经直接锻造成形,其粗加工难度很大。本文通过分析大型轴类锻件加工难点,结合目前中国一重大型轴类锻件粗加工的经验,总结出提高大型轴类零件粗加工效率的有效方法,为大型轴类锻件的加工以及强力切削刀具的改进提供了技术指导。     

大锻件热态在线尺寸测量研究综述

大型锻件尺寸的在线测量是锻造中的重要环节．测量方法的实用性、测量精度的等级直接关系到工人的健康及锻件材料利用率。迄今为止,曾出现过几种测量方法。本文依次介绍了直接测量法、激光束投射法、光学测量法、电子经纬仪测量系统、激光扫描法,以及CCD图像测量法等主要方法,分析了各种方法的主要优缺点,并展望了大型敛件尺寸在线测量技术的发展趋势。     

热轧带钢温度场在线计算方法研究

热连轧生产过程中,精确的带钢温度场计算模型是保证带钢板形质量、尺寸精度及组织性能的重要前提,其计算速度与精度是当前制约温度场在线计算的重要因素。在分析现有模型的基础上,考虑轧制时带钢对周围环境的热辐射、带钢与周围流体介质的对流换热、带钢与工作辊之间的热传递、带钢变形生热以及带钢与工作辊之间的摩擦生热,基于合理的物性参数和假设条件,采用二维交替差分法建立精轧区带钢温度场计算的通用算法。结合热连轧生产线的实际生产条件,运用C++建立精轧机组带钢温度场在线计算模型,得到各机架出口带钢横断面的温度分布。通过对比模型计算的宽度方向温度分布值与实际测量值,结果表明整体分布趋势一致,温差控制在15℃以内,相对偏差均值为0.56%,计算时间仅用46 ms,验证了热轧带钢温度场计算方法在线应用的可行性。     

异步电动机定子温度场仿真研究

通过对异步电机定子结构分析,建立了一个简化的物理模型;针对建立的模型,确定了其边界条件,并根据计算传热学的相关知识,对其进行了温度场的仿真计算,根据仿真结果,对异步电机内部温度场进行分析,发现定子绕组温度最高,在电机设计和使用过程中应对其进行分析和监测.     

基于稳态温度场轴向密封的涡旋齿高研究

分析涡旋压缩机中涡旋齿工作温度分布并建立其稳态温度场模型,基于稳态温度场对涡旋齿高变形进行有限元模拟,研究涡旋齿高变形规律以及对轴向密封的影响,据此提出保证工作过程中齿高变化最小的齿高尺寸偏差设计原则。研究表明:涡旋齿的稳态温度可由其中面温度代替,始端涡旋齿温度为排气温度,温度随展角线性下降;涡旋齿高变形与齿高成正比,涡旋齿始端变形最大,且随涡旋齿展角增大而减小且近似成余弦关系;齿高热变形是影响稳态工作中轴向间隙进而影响涡旋齿轴向密封的主要因素;基于稳态温度场热变形设计齿高尺寸偏差的结果与不考虑温度场的结果相差较大,但试验证明这种设计方法在不提高精度要求的条件下明显提高了涡旋齿轴向密封性能。     

轴向交变磁场对电场活化烧结工艺温度场影响的数值模拟

提出了在电场活化烧结过程中施加轴向交变磁场与脉冲电场耦合改善烧结体径向温度场以减小其温度差的方法,并对不同大小磁场的作用进行了数值模拟.结果表明:施加轴向交变磁场可使横截面上的最大温度差减少3/4.其原因是交变磁场的感应电流具有集肤效应,可以使试样外部得到更多的热量.试验结果证明了模拟的准确性.     

2124铝合金超厚板热轧过程温度场的数值模拟

根据在Gleeble-1500热模拟试验机上得到的数据,在Marc软件中建立了2124铝合金的数据库;采用二维弹塑性大变形有限元法,对该铝合金超厚板热轧过程进行了数值模拟,分析了热轧过程中轧件温度场的分布和变化规律.结果表明:在整个轧制过程中,轧件内部节点的温度变化缓慢,而表面节点的温度变化较为剧烈;模拟计算的出口处板坯表面温度(431℃)与实测的表面温度(436℃)吻合较好.     

电主轴温度场与热变形的仿真与实验研究

以Setco 231A240型高速电主轴为研究对象,考虑了内置电机的损耗生热和轴承的摩擦生热,计算了电主轴各部分之间的传热系数,利用有限元软件Workbench建立电主轴有限元模型,分析得到了电主轴在不同因素影响下的温度场分布,基于电主轴热-结构耦合关系分析得到了温度影响下电主轴的热变形。仿真结果显示,较低转速下电主轴转子温度最高,转速对电主轴温度影响较大;电主轴头尾部热变形较大,主要为轴向变形。最后,将温度场仿真数据与实验数据对比,验证了仿真分析的准确性。     

热冲压过程传热耦合研究*

提出一种新的思路解决热冲压过程的传热耦合模拟。板料和模具之间的界面传热系数借助圆柱形冲压试验数据并通过有限元优化反算的方法获得,将获得的界面传热系数(Interfacial heat transfer coefficient, IHTC)引入到ABAQUS的U形冲压模型中,进行单次热冲压模拟,得到一个冲压周期内模具表面任意节点的热流密度曲线。通过调用SAS程序求得模面任意节点对应的时均热流密度,将每个节点的时均热流密度和笛卡儿坐标系下的空间坐标对应关系引入到STAR-CCM+中作为模具淬火传热模拟的第二类边界条件。接着通过网格数据映射将稳态淬火模拟得到的模具温度场,水道壁表面传热系数(Film heat transfer coefficient, FHTC)和壁面冷却水温度重新导入到ABAQUS的冲压模型中进行新的热冲压模拟,此时的热冲压过程即同时实现板料-模具的界面传热和模具-水流的表面传热的稳态模拟。设计并制造仿真中使用的U形模具进行连续热冲压试验,采集特征点的稳态温度,与仿真结果进行对比。结果表明：耦合后的板料和模具的最大温度和未耦合的单次冲压相比升高近一倍,温度分布沿着水道进口向出口方向发生迁移。耦合后的板料和模具特征点温度与达到稳态的试验采集温度误差均小于10%。     

换热边界下梯度功能材料板稳态温度场研究

用有限元法分析了由ZrO2和Ti-6Al—4V组成的梯度功能材料板在对流换热边界条件下的稳态温度场问题，检验了方法的正确性，给出了对流换热边界下的稳态温度场分布。结果表明：材料组分的分布形状系数M、孔隙度P、对流换热系数和环境介质温度的变化对梯度功能材料板的稳态温度场分布均有明显的影响。此结果为材料设计和进一步的热应力分析提供了准确的计算依据。