装配式桥墩连接部位构造参数对抗震性能的影响分析

为研究装配式桥墩连接部位构造参数对抗震性能的影响,利用有限元软件ABAQUS针对灌浆套筒连接的装配式桥墩进行了模拟分析,通过改变套筒长度、套筒厚度和配箍率建立7组有限元模型.在往复荷载作用下,分析比较了不同构造参数下装配式桥墩的滞回曲线等抗震性能,并对比了墩柱塑性铰区的应力应变.研究表明:在规范允许范围内改变套筒尺寸,对结构的抗震性能影响不大.增大配箍率,可以提高一定的承载力,但对结构刚度影响较小,配箍率宜保持在1.28％-2.56％间.     

铝合金蛇形轧制轧板曲率解析模型研究

根据蛇形轧制的受力特点将变形区划分为5个不同的区域,分别计算了各个区域的压力分布及角位移,在此基础上运用平面应变主应力法建立了7150铝合金蛇形轧制轧板曲率的解析模型.通过蛇形轧制实验对解析模型的精确性进行了验证.使用该解析模型对蛇形轧制过程中由线性应变差引起的轧板曲率、剪切应变差引起的轧板曲率以及总的轧板曲率进行了研究.结果表明,随着错位距离的增加由剪切应变差引起的轧板曲率增加而由线性应变差引起的轧板曲率减小,它们的共同作用导致总的轧板曲率先减小后增加.随着异速比的增加,由剪切应变差引起的轧板曲率增加,由线性应变差引起的轧板曲率保持不变,它们的共同效果使总的轧板曲率增加.增大轧板初始厚度或减小压下量都会减小轧板曲率.     

连续退火线辐射管炉内传热过程模型

建立连续退火辐射管加热炉内传热的数学模型,推导了模型的解析式,并给出了无量纲解的图像.引入当量灰平面法来简化带钢与辐射管之间的辐射换热计算,讨论了辐射管布置对系统黑度和机组长度的影响.计算表明,辐射管的间距直径比增加,系统黑度降低,机组长度增加.采用实际生产数据,分析了机组带钢厚度与机组速度的乘积(TV值)变化对带钢加热温度的影响.     

装配式桥墩连接部位构造参数对抗震性能的影响分析

为研究装配式桥墩连接部位构造参数对抗震性能的影响,利用有限元软件ABAQUS针对灌浆套筒连接的装配式桥墩进行了模拟分析,通过改变套筒长度、套筒厚度和配箍率建立7组有限元模型。在往复荷载作用下,分析比较了不同构造参数下装配式桥墩的滞回曲线等抗震性能,并对比了墩柱塑性铰区的应力应变。研究表明:在规范允许范围内改变套筒尺寸,对结构的抗震性能影响不大。增大配箍率,可以提高一定的承载力,但对结构刚度影响较小,配箍率宜保持在1.28%-2.56%间。     

含铌HSLA钢板带热连轧过程非均匀应变的数值研究

 利用ANSYS/LS DYNA建立了板带轧制过程的三维热力耦合有限元模型,通过有限元模型探讨了轧件入口厚度、轧件温度、工作辊直径、压下率和化学成分中的铌含量对变形区应变分布的影响。模拟结果表明,这些因素都不同程度地影响轧件厚度方向的应变分布,对于试算的CSP流程,适量增加铸坯厚度,并在较靠前的机架分配较大的压下量有利于提高轧制过程的应变均匀性。     

辊式电磁搅拌器电磁特性研究

针对辊式电磁搅拌器关键结构参数与电磁特性之间的相互关系,通过计算机仿真计算和试验测量的方法分别进行了分析和对比研究。着重就辊式搅拌器线圈、铁芯、屏蔽罩、辊套等参数对磁场分布、电磁力大小、负载特性差异等的影响规律进行了深入系统的计算和分析。研究发现,电磁力随着搅拌频率增加而先增大后减小,最佳频率在10Hz以上;铁芯直径参数对电磁力具有决定性影响;电磁力大小与相平衡之间存在相互制约的关系。     

小方坯连铸结晶器电磁搅拌的数值模拟

借助有限元分析软件ANSYS,对150mm×150mm小方坯连铸结晶器电磁搅拌在电流为150A,频率变化情况下的钢液内部磁感应强度和电磁力进行了数值分析,并分析了结晶器厚度对钢液内部磁场的影响以及不同时刻钢液内部电磁力的分布。模拟结果表明,在结晶器电磁搅拌时,同一个断面上,4个角部的磁感应强度最大;随着频率的增加,钢液内部磁感应强度降低,钢液边部电磁力在4~5Hz时最大;钢液内部的电磁力在1个周期的不同时刻,形成了同一个方向的力偶,在这个力偶的作用下,完成了对钢液的搅拌;结晶器厚度对钢液内部磁场影响很大,厚度增加,钢液内部磁感应强度降低。     

脉冲磁场下电磁力特性研究:理论分析

利用数学解析方法对脉冲磁场细晶技术的电磁力特性进行了理论分析.分析结果显示,单个放电周期内,随着时间变化,熔体内部脉冲电磁力方向发生瞬时改变;在某个时间段范围内,熔体内部与外部存在电磁力方向不一致的现象,而且单个周期内电磁力存在衰减特性.以上这些特性,是造成脉冲磁场致熔体振荡的主要原因.另外,对于本研究采用的工频脉冲磁场,脉冲电磁力对熔体还有搅拌作用.而且,当脉冲放电频率与凝固系统的某一固有频率相符合时,将引起共振效应,增强脉冲电磁力作用效果.     

薄板坯二冷区电磁搅拌铸坯内磁场分布和钢液流动

针对特定设计的搅拌器建立了包含钢液流动、传热和电磁场的三维耦合非稳态数学模型,计算了CSP薄板坯二冷区液芯在电磁搅拌作用下的传输行为,其中考虑了感应电流和搅拌器线圈上下端部对磁场强度的影响.结果表明:电磁力改变了铸坯液相穴内钢液流场,对钢液起到水平搅拌作用;搅拌器产生的磁场不均匀,在不同厚度处幅度和相位都不同,且幅度随着穿透深度的增加而减小;感应磁场移动方向与外部磁场相同且不宜忽略;单侧搅拌器对铸坯内钢液搅拌比较均匀.      

谐振管几何参数对双级行波热声热机性能的影响

谐振管作为声功的传递通道,其几何参数直接影响到对热声热机系统回热器处的声场。基于线性热声软件Delta EC构建出了双级行波热声热机的计算模型,通过更改谐振管长度和直径以及变径管的长度和直径,研究了不同变量耦合下其对系统性能的影响。结果表明:系统产生的声功和压比随谐振管长度的增加先增加后减少,在谐振管内径小于50 mm时,系统热效率随谐振管长度的增加而增加。系统产生的声功和压比均随变径管长度的增加逐渐降低,随变径管直径的增加先增加后减少。     

电磁冲击加载集磁器对驱动板电磁力影响的有限元分析

采用ANSYS有限元仿真软件研究了电磁冲击加载集磁器对驱动板电磁力的影响,建立了集磁器和驱动板有限元模型,分析了集磁器缝隙对驱动板电磁力的影响以及集磁器对不同大小驱动板电磁力的影响。仿真结果表明:集磁器上端靠近线圈的感应面电磁力主要集中分布在中间位置,呈环圆状,宽度约为半径的1/3,而该面中心孔附近电磁力只是其20%。由于集磁器采用圆锥体设计,使得另一面的电磁力大部分聚集在中心孔半径周围;驱动板电磁力沿中心孔半径呈梯度降低,其最大电磁力约为集磁器靠近线圈的涡流感应面最大电磁力的3倍,极大地提高了集磁效果,为设计更高效率的电磁冲击加载装置成为可能。     

钢包回转台连杆水平偏移机理的研究

采用三维非线性接触有限元技术,对钢包回转台连杆出现的明显水平偏移现象进行了研究,发现附加水平推力是产生水平偏移的主要原因,而不是倾翻力矩。通过分析得到的水平偏移的力学机理为:①填丝油封沿关节轴的轴向表现出弱接触刚度,在较小的附加水平推力作用下,可产生明显的接触变形;②连杆与关节轴结构装配方式导致形成了一个填丝油封接触变形的放大机构,从而引起连杆端部出现可观的水平偏移。根据研究结果,在生产现场采用隔垫调整连杆位置的技术措施,消除了油缸顶升产生的附加水平推力,从而纠正了连杆的明显水平偏移,有效地保证了钢包回转台的生产安全。     

一种改进的板带在线控制算法的研究

为了提高板带轧制力的计算速度和计算精度,提出了离散块元法。该法是将变形区划分为有限离散单元,考虑剪切变形作用,经BP神经网络训练获取其各种工况下的剪切变形因数模型而建立的高速计算模型,在平面变形条件下实现了对板带轧制力的预测,经该方法建立的轧制力计算模型具有较高的计算精度和计算速度,并在现场中得到了应用。     

Deformation Behavior of Powder Metallurgy Connecting Rod Preform During Hot Forging Based on Hot Compression and Finite Element Method Simulation

Powder-forged connecting rod with a complex geometry shape always has a problem with nonuniform density distribution. Moreover, the physical property of preform plays a critical role for optimizing the connecting rod quality. The flow behavior of a Fe-3Cu-0.5C (wt pct) alloy with a relative density of 0.8 manufactured by powder metallurgy (P/M, Fe-Cu-C) was studied using isothermal compression tests. The material constitutive equation, power dissipation (η) maps, and hot processing maps of the P/M Fe-Cu-C alloy were established. Then, the hot forging process of the connecting rod preforms was simulated using the material constitutive model based on finite element method simulation. The calculated results agree well with the experimental ones. The results show that the flow stress increases with decreasing temperature and increasing strain rate. The activation energy of the P/M Fe-Cu-C alloy with a relative density of 0.8 is 188.42 kJ/mol. The optimum temperature at the strain of 0.4 for good hot workability of sintered Fe-Cu-C alloy ranges from 1333 K to 1380 K (1060 °C to 1107 °C). The relative density of the hot-forged connecting rod at the central part changed significantly compared with that at the big end and that at the small end. These present theoretical and experimental investigations can provide a methodology for accurately predicting the densification behavior of the P/M connecting rod preform during hot forging, and they help to optimize the processing parameters.

     

Optimized Electromagnetic Fields Levitate Bulk Metallic Materials

The bulk metallic electromagnetic levitation technique has a promising application prospect in condensed physics and materials science. In order to resolve the problem of weak levitation force and the small size of samples, an optimized solution based on finite element analysis (FEA) is developed to seek the best electromagnetic field distribution in the levitation zone. The influence of material properties on the distribution of magnetic flux density, surface pressure, and the Lorentz force were studied by the FEA method with various sample sizes of titanium and copper balls. The levitation capability of cylindrical coil system which consists of a single-layer coil with an inner diameter of 30 mm and the levitated object with a diameter of 20 mm was analyzed. To keep a balance between the turn number and increment efficiency of force, the best number of 7 turns is confirmed. Then, two types of optimized coils were predicted by numerical simulations, and the levitation force is improved drastically. The double-layer coil displays an outstanding levitation capability owing to the strong electromagnetic field generated by multilayer turns. In addition, 5 to 50 g aluminum, titanium, copper, and nickel are levitated by the above three kinds of coils and the levitation capacities are validated from the recorded data of the minimum operating current that can levitate the samples. The experimental results show good agreements with the simulation results, and the minimum current for optimized coils is reduced efficiently.     

利用SAP5的板壳单元对打捆机抱料架的强度计算分析

利用ＳＡＰ５程序的板壳单元，对攀钢公司研制的盘圆打捆机的主要受力部件──抱料架进行三维有限元强度分析，找出薄弱点，并提出了结构改进措施，对改进后的结构进行了验算，证明改造是合理的。     

Analytical Model of Circular CFRP Confined Concrete-Filled Steel Tubular Columns under Axial Compression

This study intends to provide a simplified analytical model of the laterally confined concrete filled steel tube (CCFT) column system which adopts carbon-fiber-reinforced polymer (CFRP) jackets in order to make up for major defects of the traditional concrete filled steel tube (CFT) column system. This CCFT analytical model, by adding one additional parameter for CFRP confinement to the CFT column analytical solution, is greatly simplified and expedites the analytical processes to explain the stress-strain relationship of the CCFT column system. In the study, several types of the CCFT column systems with different parameters are analyzed by the proposed simplified analytical model and its associated numerical program (USC-CFT). To verify the accuracy of the analytical model, this study compares the load-strain relationship calculated by USC-CFT both to the experimental results conducted by the traditional method and to the results calculated by the computer-aided finite element method (FEM) analysis method. This study shows equilibrium conditions, deformation compatibilities, constitutive models, and an analysis procedure used in the proposed simplified analytical solution and presents finite element models and analysis procedure used in FEM analysis.     

多模式磁场电磁搅拌器仿真及工艺参数优化

设计了一款多模式电磁搅拌器, 并利用有限元分析软件Ansoft Maxwell建立了多模式磁场电磁搅拌器的三维数值模型, 同时利用高斯计对实验平台的电磁场参数进行测量。将两者进行比较之后, 发现两者整体趋势一致, 数值偏差很小, 证明了数值仿真模型的准确性。最后, 利用搭建的三维数值模型, 研究分析励磁电流强度以及励磁电流频率对旋转磁场、行波磁场以及螺旋磁场的磁感应强度以及电磁力分布规律的影响, 以此达到优化工艺参数的目的。      

含几何缺陷套管抗非均匀外挤力的强度计算

采用有限元法，计算和分析了壁厚不均与椭圆套管在单向均匀和单向椭圆分布外挤力作用下的强度问题。计算结果表明，套管所能承受最大分布力与其壁厚不均度、椭圆度、分布力的类型和方向等因素有关。在允许的制造偏差范围内，壁厚不均度和椭圆度对套管最大分布力值的影响不太严重。在两种分布力中，单向均匀分布力比单向椭圆分布力危害更大。     

连铸坯集肤表层电磁激励超声场模拟

为研究连铸二次冷却区凝固坯壳厚度电磁超声无损检测机理,分析了连铸坯表面振痕对超声波信号的影响.利用有限元分析方法,建立螺旋线圈电磁超声换能器在连铸坯表面的电场、磁场、力场和声场的耦合模型.并以贝塞尔曲线方程模拟表面振痕,分析了表面振痕对连铸坯集肤表层的涡流、磁场、力场等分布规律的影响.实验结果验证了仿真分析中模型和仿真结果的正确性,为设计连铸过程凝固坯壳厚度电磁超声无损检测装置提供了理论参考依据.