感应凝壳熔炼悬浮驼峰数值模拟研究

采用计算机模拟方法,定量研究了安培·匝、坩埚开缝数、不同合金以及线圈位置对悬浮驼峰高度的影响.结果发现,悬浮驼峰的高度随着加载安培·匝数值的增大而呈线性增高.每增加1 000 A·匝,驼峰高度增加4.2 mm.开缝数小于40时,悬浮驼峰的高度和坩埚开缝数成正比,坩埚开缝数每增加1,驼峰高度增加0.6 mm;开缝数大于40时,悬浮驼峰高度随坩埚缝数增加而缓慢提高.炉料的相对磁导率越小,悬浮驼峰的高度越高;合金的密度越大,悬浮驼峰的高度越低.Ti-48Al-2Cr合金的密度最小,其悬浮驼峰高度最高;Ti-15V-3Cr合金的密度最大,其悬浮驼峰高度就最低.     

钛的水冷铜坩埚感应熔炼温度场数值模拟

利用直接差分法，建立了水冷铜坩埚感应熔炼过程温度场数值模拟计算模型。对熔炼过程温度场进行了模拟；预测了凝壳的形状和尺寸，经比较，预测与实测结果吻合较好     

凝壳熔炼5t钛锭

在最近几年里,为了限制杂质造成的缺陷和提高残料利用程度,人们开发成功了熔铸钛合金锭坯的各种方法,其主要手段是采用间接的热源,它可以替代冷模真空电弧自耗电极熔炼.在这些方法中,发展最好的是冷床电子束熔炼、冷床等离子弧熔炼和冷模等离子弧熔炼等.全俄轻合金研究所的M.И穆萨托夫及其同事认为,冷模等离子弧熔     

Ti—24Al—11Nb合金感应凝壳熔炼（ISM）过程中Al元素的挥发损失行为

计算了Ｔｉ－２４Ａｌ－１１Ｎｂ中各组元的活度系数,在此基础上系统地研究了该合金在冷坩蜗感应凝壳熔炼过程中Ａｌ的发挥发损失行为。计算结果表明外压为０．１３３Ｐａ时,在１９００－２２００Ｋ的范围内,Ａｌ的挥发由界由挥发反应和液相界面层中的扩散同时控制作用。     

冷坩埚感应凝壳的热平衡模型研究

对冷坩埚中钢液凝壳熔炼工艺进行了研究,介绍了冷坩埚中凝壳熔炼工艺避免被坩埚材料污染、节能、产品质量好等优点及凝壳形成过程的凝固机理;在理论基础上建立了冷坩埚熔炼感应凝壳的热平衡模型,在实验条件下,对凝壳厚度作出了计算,分析了水冷导热量和感应加热功率两个因素对凝壳厚度的影响。结果表明,在实验条件下,当水冷导热量为8.8 J/s,感应功率为8.8 kW时,最适宜凝壳厚度为1.1 cm,保证冷坩埚熔炼顺利进行。     

冶金级硅真空感应熔炼过程温度场的数值模拟

用有限元法建立了电磁场与温度场耦合的数学模型,利用Multi-physics Comsol3.5a软件对冶金级硅的真空感应熔炼过程的温度场进行了二维数值模拟。计算结果表明,熔炼过程中熔池中存在不均匀的温度场,温度梯度随时间和空间位置发生变化,在保温段温度梯度最大值为400 K。正是由于硅的感应产生热量小于石墨坩埚感应产生的热量以及存在集肤效应的原因,感应炉内的硅料首先从坩埚中部靠近内壁处开始熔化,逐渐向坩埚中心和两端熔化,最后熔化的是坩埚中心顶部和底部的物料。     

HFW管高频感应加热过程电磁热耦合数值模拟

以提高直缝焊管质量为目的,重点研究了高频感应加热过程中热影响区的温度分布对焊缝质量的影响.针对高频感应加热的特点,对ANSYS有限元软件进行了二次开发,在应用物理环境法的基础上,利用APDL语言编制了直缝焊管高频感应加热过程中电磁热耦合的命令流程序,建立了三维有限元模型,分析了电磁场和温度场的分布规律.对某厂生产的219mm钢管模拟分析,综合考虑不同的磁棒分布形式对加热效率影响和自身冷却条件.结果表明,阵列式分布的小磁棒较好,这正是与生产实际相符合的.     

钛及钛合金熔模的感应凝壳铸造法

本文回顾了钛及钛合金熔模铸造的历史,通过对传统的真空电弧凝壳铸造法与新型的感应凝壳铸造法的比较,指出了该方法无需制作电极即可得到成分均匀的高质量铸件,并且消除了坩埚材料对炉料的污染,有助于产品获得理想的成分均匀性和准确性.     

喷射成形工艺中静电作用下气体流场的数值模拟研究

雾化质量是影响喷射成形产品质量的重要因素之一,静电作用能有效地提高雾化质量。将静电作用应用到喷射成形工艺过程中,建立了电场作用下气体流场的模型,对喷射成形工艺中静电作用下气体流场进行了模拟。研究表明,在静电作用下雾化区域的压强分布更加均匀、集中,速度由300 m/s提高到700 m/s,从而有效地改善了雾化效果,提高了雾化质量。     

铸造热应力场数值模拟研究的最新进展

时至今日,铸造充型、凝固过程数值模拟已经进入了工程实用化阶段,铸造过程计算机模拟仿真的研究,重点正在由宏转向微观,同时热应力场分析及是宏观模拟的研究热点和难点之一,本文重点介绍了热应力场数值模拟采用的数学模型,数值方法及最新进展,并展望了今后的发展趋势。     

TC21钛合金锻件淬火过程温度场及热应力场数值模拟

通过利用ANSYS有限元分析软件对TC21钛合金锻件淬火过程进行数值模拟,获得TC21钛合金锻件淬火不同时刻温度场分布及热应力场分布,以及锻件上所选节点温度、热应力随淬火时间的变化关系,并观察从锻件心部至边部的组织变化,研究冷却速率对组织变化的影响规律。结果表明,当淬火3600 s时,锻件表面已冷却至室温,而心部仍然保持较高温度;从锻件心部至表面冷却速度逐渐增加,并且越靠近表面,组织越细小。 淬火开始阶段,锻件各点热应力迅速升至最大值,随着淬火时间延长,锻件表面及心部热应力均逐渐减小,至淬火结束时,锻件最大残余应力仅为77 MPa。     

铸件凝固过程中热应力场及热裂的数值模拟研究分析

简述了铸件凝固过程数值模拟的研究现状 ,重点介绍了铸件凝固过程中热应力场及热裂数值模拟研究的方法和发展趋势 ;指出了基于流变学模型的热应力场和热裂数值模拟是今后的热点研究方向之一。     

电子束选区熔化热行为数值模拟的研究现状

电子束选区熔化成型件经历了复杂热历史,从而产生多尺度微观结构,热历史数据对于分析微观组织形成有重大作用。复杂的微熔池冶金行为导致温度-时间-空间数据难以通过实验手段获得,数值模拟技术作为一种新的技术手段,为解决该问题提供了新思路。本文从温度场数学理论基础、仿真流程、热-力耦合模拟、熔池热力学模拟、及热缺陷机制几个方面综述了电子束选区熔化热行为数值模拟的研究现状,对电子束选区熔化热行为数值模拟存在的挑战和未来前景展开了论述。     

扇形螺旋板螺旋流道流场的数值模拟研究

采用Fluent软件对扇形螺旋板狭缝螺旋流道的气相流场进行三维数值模拟。因螺旋流含有较大的涡量和动能,在速度较小时表现为湍流。分别采用层流模型和湍流模型,对各种流量情况进行计算,求得扇形螺旋板狭缝螺旋流道层流稳定流动的流量范围以及其流场分布特点,为合理设计扇形螺旋板狭缝螺旋流道提供依据。     

基于有限差分法的铸件凝固过程热应力场数值模拟的研究

基于有限差分法（FDM）对铸件凝固过程执应力场进行了三维数值模拟研究，开发了基于微机和Windows平台的通用FDM／FDM铸件热应力场数值模拟原型系统。并采用典型应力框试件和实际铸件对所开发的系统进行了验证同叶进行了涤注试验。并测量了试件的残余应力。结果表明该系统可以用来模拟铸件残余应力的形成和预测热裂产生的倾向。对铸造应力应变分析与传热分析使用同一FD离散模型，避免了采用不同模型进行热—力耦合分析时的结点匹配问题，减小由此产生的单元温度载荷传递误差；同时使得流动场、温度场、应力场数值模拟统一于差分格式下。     

不同进电方式与槽膛内形的铝电解槽内流场的数值模拟

采用k-ε双方程模型封闭的Navier-stokes方程描述铝电解槽内熔体的湍流流动。对于200kA、160kA与80kA三种不同进电方式的铝电解槽以及具有不同槽膛内形的160kA槽，在磁场、热场解析的基础上，计算出相应工况下动量方程中的源项，即洛仑兹力，并对稳定状态下熔体的三维流场进行了数值计算。计算结果表明，在模拟工况条件下，铝液流动在200kA槽内呈现出四个旋涡，在160kA与80kA槽内呈现出两个旋涡；不同的进电方式与槽膛内形对熔体的运动方式均有显著影响。     

3kA钕电解槽流场的数值模拟

采用数值计算的方法，得出了实际工况下3kA钕电解槽中，在电磁力及气泡浮力共同作用下的熔体流场分布情况，为进一步改善和优化电解槽结构，提供了理论依据。