钢包透气砖在生产中的应用

透气砖是炼钢工艺重要的功能元件,从透气砖材质的选择、透气砖结构的选择、透气砖安装位置的选择、透气砖损毁机理、透气砖透气性能、透气砖在使用过程中异常现象、钢包透气砖吹氩失败的原因等方面对透气砖在钢包上的应用进行了较全面的探讨和分析,提出了为保证钢包吹氩的吹成率应采取的有效措施。     

300t精炼钢包透气砖应用的数学物理模拟

针对300t精炼钢包,在LF设备电极位置与钢包透气砖所在位置的对应关系确定的基础上,通过水模、数模分别采用单吹、复吹时钢包内钢水流动特性和夹杂物去除的对比研究,探讨了透气砖结构性能的影响作用。结果表明,单吹时应使用抗渗透较好且能形成有利于夹杂物去除的气泡形态狭缝式透气砖（PBI）,吹气卷渣临界气量为1．45m^3／h,气量需稳定,混匀时间为82．44s,钢液渗透小,夹杂物去除率为62．86％,能够满足搅拌钢液起到成分和温度的快速均匀以及净化钢液的作用。     

基于正交实验的透气砖座砖中尖晶石含量的优化

实验根据不同粒度和多少的尖晶石对透气砖座砖常温和高温下强度以及重烧线变化、热震稳定性能的影响，采用正交设计法来确定最佳粒度的尖晶石的加入量。研究结果表明，尖晶石a粒度、b粒度、c粒度掺量分别为6％、10％、4％时，试样具有最好的使用性能。     

钢包吹氩透气砖结瘤的岩矿相分析

以偏、反光显微镜较详细地分析了马钢一钢厂平炉炼钢盛钢桶吹氩透气砖结瘤的矿物组成和显微结构;并查明透气砖在使用中,由于粘结了残纲和残渣,形成莫来石相。Ti 化合物促进莫来石的结晶长大,是造成透气砖结瘤和透气性不良的重要原因。提出防止结瘤的主要措施是控制砖体中的 Ti 与渣中的 SiO_2和 Fe_2O_3的含量。     

狭缝规格对透气砖热机械应力的影响

为延长透气砖的使用寿命, 对其热机械应力场进行了模拟分析, 确定了狭缝的合理规格.首先根据透气砖工作特点及研究目的, 在适当简化结构和边界条件的基础上, 建立了二维平面应变有限元模型.然后在保持透气砖规格和狭缝分布形式一定的前提下, 研究了狭缝尺寸和数量变化对透气砖热机械应力场的影响.研究结果表明, 透气砖的高应力区集中于狭缝端部很小范围, 应力变化较大的区域位于狭缝四周.缩短狭缝长度可降低透气砖的整体热机械应力;有限增大狭缝宽度可以降低狭缝端部热应力;增加狭缝数量可以降低其端部热应力, 但会造成透气砖其他区域热应力的增大.     

白口铸铁焊补应力场的数值模拟

采用有限元计算方法对白口铸铁焊补应力场进行了分析,计算结果表明,在常规焊补规范及工艺下,热影响区存在超过母材抗拉强度的双轴拉伸残余应力区;采用合适的焊补规范配合特殊的焊补工艺,可以有效地降低焊接应力,减小和避免焊补裂纹的产生。     

晋中南现代构造应力场的数值模拟研究

对晋中南现代构造应力场进行了数值模拟．模拟结果显示,现代构造应力场主应力差在沁水含煤向斜轴部存在着呈北东向展布的高值条带,且最大主应力为压应力;其应力水平和应力性质与应力降和小震综合断面解资料基本吻合;晋中南东部沁水含煤向斜内部产生近水平挤压应力场的动力来源于东部太行山和西部霍山的隆起和抬升;太原盆地中的近水平伸展应力场则与盆地深部塑性物质的上涌所导致的侧向拉伸有关．     

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．     

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。     

气溶胶所致稳态热晕效应的数值计算

热晕效应是影响强激光大气传输的最严重的非线性问题之一,开展热晕效应研究,可有效地应用高能激光.依据激光在大气中传输时由气溶胶引起的衰减与能见度的经验模型,对气溶胶的等效吸收系数进行了计算,并就大气能见度对强激光水平传输稳态热晕效应的影响进行了数值计算.结果表明：能见度越小,吸收系数越大,热畸变效应越强.     

MgO/Ni系FGM的热应力缓和特性设计

对于MgO/Ni系FGM材料,分别用实验和微观力学模型测定和计算了用于热应力缓和设计的各物性参数。结合烧结体的显微结构,讨论了二种结果之间存在差异的原因。用有限元方法计算了FGM的热应力,得到MgO/Ni系FGM的综合设计准则。     

洞塞式泄洪的数值模拟

针对洞塞式泄洪的特征,分析了水流紊动特点,建立了三维RNG κ-ε紊流模型,并利用物理模型试验对其计算结果进行了验证;对洞塞式泄洪沿程的最小压强系数进行了计算,分析结果表明,最小压强系数沿程在洞塞突缩端和突扩端附近呈现明显的双峰分布.其他参数一定的情况下,主次峰区的最小压强系数峰值随洞塞段相对长度增加而相应降低;最小压强系数的峰值随突缩比增加明显降低.突缩比比洞塞段相对长度对最小压强系数的影响更为明显.     

多脉冲激光辐照增透膜产生热应力的数值模拟

研究并建立了多脉冲激光辐照Al2O3增透薄膜及K9玻璃基底的物理模型,采用有限元算法求解相应的热传导方程和热应力方程,得到了材料内部热应力场分布。数值模拟结果表明,材料内部环向力起主导作用,且温度冷却时,残余环向热应力沿径向移动,在低频情况下,先发生热应力损伤的是基底,后发生热应力损伤的是薄膜。研究成果可为激光与薄膜相互作用机理以及薄膜的抗激光损伤提供一定的理论依据和指导。     

长脉冲激光辐照硅材料热应力的数值模拟

采用matlab数值模拟了长脉冲激光辐照硅材料的热应力分布,模拟了材料的径向与环向热应力,分析了激光参数与辐照时间对热应力的影响。结果表明：在材料损伤过程中环向应力起主要作用,材料所受到的应力随时间的增加而增大,激光功率密度越大,材料的损伤阈值越小,越容易发生破坏。     

Numerical Simulation of Transient Thermal Stress Field for Laser Metal Deposition Shaping

To decrease thermal stress during laser metal deposition shaping (LMDS) process, it is of great importance to learn the transient thermal stress distribution regularities. Based on the "element life and death" technique of finite element analysis (FEA), a three-dimensional multi-track and multi-layer numerical simulation model for LMDS is developed with ANSYS parametric design language (APDL) for the first time, in which long-edge parallel reciprocating scanning paths is introduced. Through the model, detailed simulations of thermal stress during whole metal cladding process are conducted, the generation and distribution regularities of thermal stress are also discussed in detail. Using the same process parameters, the simulation results show good agreement with the features of samples which fabricated by LMDS.     

Numerical Simulation of Transient Thermal Stress Field for Laser Metal Deposition Shaping

To decrease thermal stress during laser metal deposition shaping(LMDS)process,it is of great importance to learn the transient thermal stress distribution regularities.Based on the“element life and death”technique of finite element analy- sis(FEA),a three-dimensional multi-track and multi-layer numerical simulation model for LMDS is developed with ANSYS parametric design language(APDL)for the first time,in which long-edge parallel reciprocating scanning paths is introduced. Through the model,detailed simulations of thermal stress during whole metal cladding process are conducted,the generation and distribution regularities of thermal stress are also discussed in detail.Using the same process parameters,the simulation results show good agreement with the features of samples which fabricated by LMDS.     

冷却速度对SiCp/2024Al热残余应力影响的数值模拟

针对冷却速度对SiCp／2024Al复合材料热残余应力的影响，通过复合材料显微组织观察，根据复合材料的形貌特征，建立了平面应力状态的复合材料组织模型，利用有限元方法对SiCp／2024Al复合材料淬火和退火过程的热应力进行了数值模拟．结果表明，由于SiC增强颗粒与铝基体之间的热膨胀系数差异较大，热处理后颗粒和基体的界面附近产生很大的热残余应力场，同时基体发生塑性应变；冷却速度对复合材料热残余应力没有明显影响．     

TiC涂层梯度硬质合金残余热应力分析

采用有限元方法分析有无梯度2种TiC涂层硬质合金的残余热应力,研究了残余应力随涂层及梯度层厚度的变化。结果表明:增加梯度层后,涂层内残余热应力的减小超过10%,合金中残余应力减小30%以上,表面残余应力也明显下降;随着涂层厚度的增加,涂层内拉应力大幅减小,剪切应力与等效应力略微增加,涂层梯度硬质合金的等效应力呈下降趋势;随着梯度层厚度的增加,涂层内残余应力减小,当梯度层厚度较大时,残余应力不再改变。因此,选择合适的涂层和梯度层厚度,涂层厚度一般为5～8μm,梯度层厚度控制在20μm左右,可以有效缓和残余应力,提高材料的结合强度。