金属喷射成型过程沉积坯的生成及其传热过程研究

通过概率模拟的方法,建立了金属喷射成型过程中大量金属液滴的统计模型.应用该模型对喷射成型过程中钢液的喷射过程进行了研究,给出了在喷射过程中不同尺寸液滴的分布,以及不同液滴产生的位置、初速度分布.通过大量液滴的统计,确定出整个喷射过程液滴的产生、运动和传热情况,为进一步研究液滴在沉积面上的沉积情况提供前提和依据.     

金属喷射成型过程大量液滴的统计模型研究

通过概率模拟的方法,建立了金属喷射成型过程中大量金属液滴的统计模型.应用该模型对喷射成型过程中钢液的喷射过程进行了研究,给出了在喷射过程中不同尺寸液滴的分布,以及不同液滴产生的位置、初速度分布.通过大量液滴的统计,确定出整个喷射过程液滴的产生、运动情况,为进一步研究液滴在沉积面上的沉积情况提供前提和依据.     

喷射成形液滴运动及传热的数值模拟

通过对喷射成形过程的分析,建立了喷射成形过程中金属液滴运动和传热的数学模型.利用该模型计算了喷射成形过程中雾化气体的速度、液滴速度、液滴温度、液滴的固相率等过程参量的变化过程.     

喷射态筛板上的液滴粒度分布

以空气／水为实验物系，应用双电子探针（ＴＰＳ）技术测定Φ３００ｍｍ筛板塔上喷射工况下液滴粒度的分布，获得了液滴数量分布密度及体积分布密度随其粒度变化的实验数据。用此数据对比检验已提出的正态、对数正态、上限对数正态Ｒｏｓｉｎ－Ｒａｍｍｌｅｒ（简称Ｒ－Ｒ０４种分布函数，从而验证了Ｒ－Ｒ分布函数的适用性。对影响分布参数的因素进行了考察，得出了颁布参数随筛板孔气速及板上方位置高度变化的规律。     

喷射沉积成型工艺仿真研究

针对喷射沉积成型工艺过程中的各种影响因素，通过数值模拟进行了分析，提出了有关数学模型，分析了微滴飞行过程中的冷却、温度变化、固化以及沉积物长大形状等，并给出了有关参数。     

压力波型态对液滴压电喷射行为影响的数值研究

为了观察压力波形态对液滴压电喷射行为的影响.基于Bogy的压力波传递理论,简化了压电喷射模型,对水滴在不同压力波形态下的压电喷射过程进行了数值仿真,并对水滴的变形过程进行了分析.分别探讨了电压脉冲大小与宽度对水滴喷射行为的影响.结果表明随着电压脉冲大小和宽度的增加,液滴直径增加,而液滴喷射速度先增加后减少.通过合理的控制电压脉冲大小与宽度,可以有效的控制好压电喷射液滴的直径与速度.     

喷射电铸快速成型技术的试验研究

介绍了喷射电铸快速成型技术的原理与系统组成，通过实验研究与分析了喷射电铸的特点，用喷射电铸快速成型设备制备了具有简单形状的纳米晶金属铜零件。用扫描电镜（SEM）和X射线衍射手段对其微观形貌和组织结构进行了分析。     

泡沫金属相变材料凝固传热过程的数值分析

利用计算流体力学软件FLUENT凝固/熔化模型,对填充以及未填充泡沫金属的2种相变材料蓄热球的相变传热过程进行数值模拟研究,得到了在第1类边界条件下蓄热球放热过程中的温度场分布、相界面移动规律。研究结果,表明与单纯填充相变材料的蓄热球相比,填充泡沫金属的相变材料蓄热球可以有效减少其放热时间,提高蓄热系统的放热速率。     

射流过程中主液滴和伴随液滴的形成与消除研究

射流过程中常有伴随液滴的产生,伴随液滴不仅浪费资源,而且对生产系统及环境都会造成一定的危害,尤其是制药系统,所以有必要对射流过程中伴随液滴的形成过程及消除方式进行研究.本文利用高速摄像对射流破碎过程中主液滴和伴随液滴的运动进行研究,针对纵向扰动对射流过程中伴随液滴的影响进行实验研究.研究发现了滴针孔径、甘油质量分数和液...     

雾化喷射成型SiCp／2014复合材料的显微组织

对雾化喷射成型法制备的ＳｉＣｐ／２０１４颗粒增强金属基复合材料的显微组织进行了分析。结果表明，该复合材料组织致密，颗粒分布均匀，晶粒细小，无界面反应。     

喷淋方向对喷淋室内气-水热质交换的影响研究

为提高喷淋室的传热传质效率,采用数值模拟方法,开展上喷式、下喷式两种立式喷淋室内水滴运动规律,及气-水热湿传递效果的对比研究。研究发现:在初参数完全相同的情况下,上喷式喷淋室中水滴的停留时间比下喷式多停留4.7 s,上喷式喷淋室中水滴从温排风中吸收的热量较下喷式高3 K,说明向上喷淋比向下喷淋的传热传质效率更高。     

板材多点成形过程中成形力的数值模拟

基于动力显式有限元格式,给出了多点成形中成形力的计算公式。对不同材料、不同厚度的圆柱面、球面及马鞍面三种典型形状的成形力进行了数值模拟,分析了成形力的变化过程及影响因素。结果表明:在成形过程中,随着基本体与板料接触数目的增多,成形力会越来越大。厚板成形、硬质材料成形时都将需要较大的成形力。由于变形的复杂性,成形双向曲率的目标面时所需的成形力明显高于单向曲率。这些结果对于选择多点成形设备、更好地控制板材多点成形过程以减少成形缺陷具有重要的指导作用。     

金属喷射成形原理及其应用

结合快速凝固成形技术,在总结国内外最新理论成果与实际应用的基础之上,对金属喷射沉积的发展现状与前景以及雾化与沉积的传热特征、致密化工艺的特点以及合金的微观组织与性能进行了详细的分析。认为,金属喷射沉积是一种极有发展近终形快速凝固技术,随着其关键技术的解决,这项技术的应用会更另广泛与深入,与先进的合金熔炼和致密化工艺结合,未来将成为高材料的重要生产方式,通过雾化和沉积过程的深入,与先进的合金熔炼技术     

液滴撞击圆柱外表面蒸发换热的数值模拟

为进一步研究液滴撞击加热壁面过程中的破裂现象及不同参数对液滴蒸发换热的影响,采用CLSVOF方法和相变模型对液滴撞击加热圆柱外表面进行三维数值模拟.模拟过程中考虑了壁面温度、接触角以及撞击速度对液滴蒸发换热的影响.结果表明:液滴产生破裂的位置与液滴撞击壁面时的速度有关,当撞击速度较小时,破裂产生于液滴中心处;当撞击速度较大时,破裂处位于中间和边缘两部分液体之间.液滴撞击壁面后,在三相接触线和液滴破裂处附近产生了蒸汽旋涡,强化了液滴与壁面间的换热,增加了液滴侧的壁面热流密度.短时间内壁面温度对液滴蒸发量的影响较小,但撞击速度与接触角对其蒸发量的影响较大,且接触角越小,撞击速度越大,壁面平均热流密度越大,液滴蒸发量越大,有利于液滴与壁面间的换热.     

图像传感技术用于喷射沉积坯尺寸的实时检测

为了实时、精确地检测沉积坯体尺寸，先介绍了一种新的边缘检测算子——Sobel—Zernike moments算子用于沉积坯的边缘检测，该算子首先利用Sobel算子迅速找到可能边缘点，然后再利用Zernike moments算子精确定位边缘。最后，介绍了沉积坯特征尺寸提取的步骤。结果表明，本方法检测的尺寸最大相对误差的绝对值为0．32％，运行时间为0．932s，能够满足沉积坯尺寸检测的实时性和精度要求。     

图像传感技术用于喷射沉积坯尺寸的实时检测

为了实时、精确地检测沉积坯体尺寸,先介绍了一种新的边缘检测算子——Sobel-Zernike moments算子用于沉积坯的边缘检测,该算子首先利用Sobel算子迅速找到可能边缘点,然后再利用Zernike moments算子精确定位边缘。最后,介绍了沉积坯特征尺寸提取的步骤、结果表明,本方法检测的尺寸最大相对误差的绝对值为0.32％,运行时间为0.932s,能够满足沉积坯尺寸检测的买时性和精度要求。     

板料成形过程数值模拟中的接触分析

根据板料成形过程中模具的运动特点,提出了全局搜索和局搜索的接触点搜索算法。建立了接触点的局部坐标系,并对特殊情况进行了适当处理,保证计算的连续性,建立了接触力学模型,分别采用罚函地和修正的库仑摩擦计算接触法向力和摩擦力,保证了接触计算的稳定性。     

连铸板坯热送过程传热模型研究

依据武钢现场条件,建立了连铸板坯（２３０ｍｍ×１３００ｍｍ,２５０ｍｍ×１５００ｍｍ）传热数学模型,全面探讨了连铸工艺参数对铸还热状态的影响,它可以应用于连铸坯“传搁时间表”的制订,为连铸坯热送热装提供了装炉温度的查询依据。