电渣熔铸中渣池热电场的试验和模拟研究

电渣熔铸是一种利用大电流通过渣池区域而产生的高温将自耗电极逐渐熔化的方法,其中渣池的温度分布特点直接决定了电极的熔化速度、提纯度以及铸锭的组织结构等,是熔铸系统中的关键区域.本研究中采用"反向熔铸"试验和"真假双电极熔铸"试验对渣池温度场分布进行了研究,并借用具有极强的分析功能的大型通用有限元软件ANSYS软件,对试验模型进行了数值模拟.试验和模拟计算均证实了电极端部与金属熔池之间的渣池区域存在着一个集中的高温区,该高温区的存在对自耗电极的熔化起了极大的促进作用.     

真假双电极熔铸实验的模拟分析及讨论

电渣熔铸是一种利用强电流通过渣池区域而产生的高温将自耗电极逐渐熔化的方法,其中渣池的温度分布特点直接决定了电极的熔化速度、提纯度以及铸锭的组织结构等,是熔铸系统中的关键区域.本文设计并进行了"真假双电极"熔铸实验,利用"真假"电极在渣池中的熔化速度来分析渣池中热电场的分布特点,并采用数值模拟的方法对实验现象进行了理论分析,发现了"真电极"底部存在一个集中高温区,该高温区极大的促进了电极的熔化效率.为实际生产中优化工艺参数和提高生产效率提供了重要依据.     

电渣熔铸中渣池深度对渣池温度场影响的模拟研究

渣池深度是电渣熔铸过程中重要的工艺参数,它直接影响到熔铸过程的稳定、熔铸效率和产品质量.本文在对渣池温度场和电场耦合模拟的基础上,研究了不同渣池深度条件下渣池温度场的变化情况,为实际生产中优化工艺参数和提高生产效率提供了理论依据.     

电渣熔铸中电流对自耗电极端部锥角影响的研究

电渣熔铸就是利用大电流通过渣池区域而产生的高温将自耗电极逐渐熔化的过程,自耗电极与渣池的接触界面是整个熔铸系统能量的入口,其形貌对熔铸过程的分析和研究非常重要.研究了在不同熔铸电流情况下自耗电极的熔化机理,模拟再现了自耗电极在高温渣池内的熔化流动且在末端形成锥形的过程,并进行了试验验证.通过对熔铸电流与自耗电极末端锥角的关系研究,为实际生产中优化工艺参数和提高生产效率提供了重要依据.     

电渣熔铸渣池热电场有限元模拟的前置处理

对电渣熔铸渣池进行了热电场有限元模拟的前置处理,建立了电渣熔铸渣池热电场数学模型,定义了以自耗电极、渣壳、水冷结晶器、渣池为对象的计算区域.借助大型有限元软件ANSYS,对计算区域进行了合理的单元、插值函数选取以及网格划分,研究发现渣池存在两个区域:一是温度很高、电流密度很大且分布很不均匀的小区域,位于自耗电极端部附近,为高热源区,另一是电流密度小且分布几乎均匀的大区域,为低热源区.     

电渣熔铸中电极端部形状对渣池热电场模拟的影响

电渣熔铸(ESC)是一种用电加热的方法进行金属冶炼和成型的铸造方法,熔铸过程中自耗电极与渣池的接触界面是渣池能量的入口,针对平底型电极和锥底型电极两种模型进行了渣池的热电场耦合模拟,分别获得了2种模型的温度场和电场分布规律,阐述电极端部形状对熔铸过程模拟的重要性.     

电渣熔铸过程中自耗电极熔化率的模拟研究

从高温渣池的热电场耦合模拟入手，利用能量守恒的方法计算了在多种熔铸条件下电极的熔化率及电流的有效功率因数。从理论上验证了采用适中的熔铸电流以及较浅的渣池可以有效提高电能的利用率，降低产品的生产成本，对实际生产过程中节能降耗具有指导意义。     

电渣熔铸中渣池深度对自耗电极端部形状的影响研究

渣池深度是电渣熔铸过程中重要的工艺参数之一,它直接影响到熔铸过程的稳定和产品质量.而自耗电极与渣池的接触界面是整个熔铸系统能量的入口,其形貌对熔铸过程的分析和研究非常重要.本文在试验的基础上对不同渣池深度条件下自耗电极的熔化过程进行了模拟研究,获得了不同渣池深度情况下自耗电极末端的形状,为实际生产中优化工艺参数和提高生产效率提供了重要依据.     

电渣重熔中电极熔化过程的模拟研究

将电渣重熔过程分为初始阶段与稳定阶段,并对自耗电极从自初始阶段开始熔化到稳定阶段金属熔滴长成的过程进行了数值模拟分析,结果表明,渣池中的电流密度分布决定了渣池中温度的分布规律,在自耗电极形成金属熔滴时,将会使金属熔滴下方渣池产生高温区,从而有利于电渣过程中杂质的去除。     

电渣熔铸过程渣池流场的模拟研究

电渣熔铸过程中熔渣的流动决定了熔铸体系温度场的分布以及金属熔池的形状，最终影响熔铸钢锭的质量。采用大型通用有限元分析软件ANSYS，对电渣熔铸体系渣池流场进行了模拟研究，所得结果与物理模拟实验结果完全一致。并以此为基础，研究了熔铸电流、填充比和电极端部形状对熔渣流速分布的影响，为实际生产提供了依据。     

电解加工中磁场对电场分布的影响

探讨如何将磁场叠加到电解加工装置上，使间隙电场按有利于提高加工精度的方式分布，分别进行了静态和动态磁场的试验。测量、分析后发现，只有在叠加磁场方向垂直于电场方向且N极指向电场叠加磁场时，对电场均布有较明显的作用。     

深孔法测试Q345焊接试板热处理前后三维残余应力的可行性

以120°圆心角所对应的弓形半管夹套为研究对象,建立夹套与釜体简化模型,利用SYSWELD焊接软件对内外角平分线坡口及未开坡口下的夹套模型先进行传热分析,再将温度场结果输出作为残余应力场的预定义场,重点研究了半管夹套的焊接应力场的变化规律。结果表明,外角平分线坡口的弓形半管夹套根部更容易焊透,而且残余Mises应力的峰值最小;在工程中半管夹套的焊接时,应该使夹套与筒体分开一定距离,使更多的焊材能够流进焊缝处,能够减少筒体厚度方向残余应力的产生;结合焊缝3条路径上的残余应力分析得出,开外角平分线坡口的弓形半管夹套具有更好的应用性。

     

液压挖掘机动臂体的焊接有限元模拟

通过焊接过程的理论分析和现状研究,以液压挖掘机的动臂体焊接为例,给出了整个动臂体焊接温度场和残余应力的计算流程,采用ANSYS有限元分析软件对焊接过程进行分析,利用APDL语言进行数值模拟运算.有限元模型采用三维实体单元,考虑到材料的物理性能随温度的变化而变化,运用内生热的加载方式模拟焊接热源,运用生死单元法模拟多道焊缝的焊接过程.获得了多道焊缝的焊接过程和焊接温度场、残余应力场,并对结果进行了讨论.     

基于流场特性分析的电解去毛刺试验研究

针对机加工相交孔会产生毛刺的问题,基于有限元分析方法建立带有毛刺的T型孔二维模型,采用CFD(Computational Fluid Dynamics)软件分析毛刺对孔内流场的影响。提出利用电解法去除相交孔相贯线处的毛刺,运用ANSYS软件对T型孔模型进行电场的仿真,计算出不同加工时间阳极边界成形轮廓曲线。通过试验校验阳极成形曲线后,再次运用CFD软件仿真分析去毛刺后的T型孔内的流场,对比验证电解去毛刺对孔内工作液流场的改善作用。     

基于CFD技术的新型轴向柱塞液压电机泵流场计算与分析

基于CFD技术研究新型轴向柱塞液压电机泵的流场特性,运用CFD软件对新型轴向柱塞液压电机泵的主要流场进行建模,进行数值模拟和可视化研究,分析模型各个关键部位的流场特性,得到其内部流场的详细参数,获得吸油道关键位置的流体速度和压力分布等情况,为新型轴向柱塞液压电机泵流道参数的确定、内部结构优化提供参考数据.     

稳恒磁场在金属相变过程中的应用

稳恒磁场在材料科学中的应用越来越受到关注。本文从稳恒磁场作用下生成的磁化力和洛伦兹力两个角度归纳了稳恒磁场对金属材料的固态相变和液态相变的影响。其中磁化力可以影响固态相变过程，形成取向．引起磁对流，进行磁性分离。而洛伦兹力可以抑制熔体的流动和波动，提高溶质离子在基体中的固溶度，另外，利用洛伦兹力还可以在电磁离心铸造中获得均匀的凝固组织。     

激光穿透焊温度场及流动场的数值模拟

建立了复合热源作用下的激光穿透焊接熔池流动三维计算模型,热源由作用在激光表面的高斯热源以及沿激光入射方向的柱状热源组成,分别考虑了等离子体和小孔吸收机制。通过添加源项的办法解决了过渡区相变问题,从而将固态区和液态区组合一起求解,简化了固液边界条件的处理难度。通过TC1钛合金激光焊接试验验证了模型的正确性,计算所得的熔池截面与试验结果吻合良好。结果表明,Marangoni对流是形成激光穿透焊“沙漏”状熔池形貌的主要原因。     

稳恒磁场在金属相变过程中的应用

稳恒磁场在材料科学中的应用越来越受到关注。本文从稳恒磁场作用下生成的磁化力和洛伦兹力两个角度归纳了稳恒磁场对金属材料的固态相变和液态相变的影响。其中磁化力可以影响固态相变过程,形成取向,引起磁对流,进行磁性分离。而洛伦兹力可以抑制熔体的流动和波动,提高溶质离子在基体中的固溶度,另外,利用洛伦兹力还可以在电磁离心铸造中获得均匀的凝固组织。     

40Cr钢磨削淬硬层组织形成机理的研究

以单程切入式平面磨削淬硬加工试验为基础，利用X射线衍射仪和透射电镜对40Cr钢磨削淬硬层组织的形成及其变化进行了研究，进而阐明了磨削淬硬层组织的形成机理。结果表明，40Cr钢磨削淬硬层由板条马氏体和少量微细孪晶组成；在磨削温度场和应力．应变场的耦合作用下，磨削淬硬层中的马氏体含量以及板条马氏体特征尺寸沿层深呈现不同的变化趋势，马氏体内部的位错密度及孪晶数则随层深的增加而逐渐降低。