热应力缓和型梯度材料的计算机辅助设计系统

基于热弹塑性力学的有关理论，建立了轴对称热应力缓和型连续组分梯度材料(FGM)的分析模型。在此基础上，开发出了基于有限元软件Marc的计算机辅助设计系统FGMMARC。FGMMARC实行参数化建模，自动生成前处理数据文件，然后调用Marc的计算模块进行计算，由计算结果判断是否需要改变参数进行下一轮计算。FGMMARC的作用在于能够通过改变FGM的各项设计参数来实现残余应力和工作应力在FGM中的分布达到最优。还给出了一个设计实例，该实例表明FGMMARC操作简便，设计结果合理可靠。     

简支FGM梁弯曲问题的二维弹性理论解

假设材料弹性模量为厚度的指数函数，泊松比为常数。将任意横向载荷展开成Fourier级数形式，给出了一种求解任意横向载荷作用下FGM简支梁弯曲问题弹性理论解的解析法。对均布力情况进行了求解。结果表明，当高跨比大于1／5时，加载位置对FGM梁的位移和应力分布有显著影响，为校验FGM梁近似理论和数值方法的有效性提供了参考。     

3-D Finite-Element Numerical Simulation of Centrifugal Induction Electrosalg Casting Solidification Process

A 3-D finite-element numerical simulation model of temperature field for CIESC casting solidification process was developed with the aid of ANSYS software and a series ofcorresponding experiments were made. The results showed that the good agreement was obtained between the numerical simulation and the experiments. Based on the numerical simulation results, the characteristics of tem- perature distribution in the castings during CIESC solidification process were analyzed and summarized. According to the G/R1/2 method and numerical simulation results, there is no any shrinkage defect in the CIESE casting and structure of casting is fine and compact.     

离心铸造铝-铬自生梯度复合材料梯度结构研究

为获得具有较好梯度结构的梯度功能材料，提出并采用了一种新的离心力一多孔金属中间层法制备铝—铬自生(in-suit)梯度复合材料，进行了制备过程的实验研究，主要内容包括：工艺(材料)设计、正交实验主体、数据处理及结果分析等．重点进行了工艺参数对梯度结构影响的分析，实验结果表明，在离心转速、中间层厚度、预热温度、金属温度4个工艺参数中，中间层的板差为次大值，表明中间层的存在对梯度结构的形成有较大的贡献．     

金属-陶瓷梯度材料动态温度响应变物性分析模型研究

以ZrO_2/Ti-6Al-4V金属-陶瓷梯度材料为例,研究了梯度材料在承受热冲击载荷作用时的动态温度响应分析模型问题。研究的重点是分析材料的热导率和热容随温度变化的特性(即变物性特性)对动态温度响应的影响。分析结果表明,当梯度材料承受热冲击载荷作用时,变物性特性对材料的动态温度响应和材料隔热性能预测的影响十分明显,在对梯度材料的隔热性能进行优化设计时,必须采用动态变物性温度响应分析模型和理论进行分析。     

计算机模拟在材料研究中的应用

从建立高度模块化的集成产品，提供全面完善的模拟环境，帮助研究者构建、显示和分析材料的结构模型，研究、预测材料的相关性质等方面介绍了计算机模拟在材料研究中的应用情况，并对应用前景进行了展望．     

计算机模拟在材料研究中的应用

从建立高度模块化的集成产品,提供全面完善的模拟环境,帮助研究者构建、显示和分析材料的结构模型,研究、预测材料的相关性质等方面介绍了计算机模拟在材料研究中的应用情况,并对应用前景进行了展望.     

金属-陶瓷梯度材料动态热应力响应变物性分析模型研究

研究了梯度材料在承受热冲击载荷作用时的动态热应力响应分析模型问题。研究的重点是分析材料的变物性特性(即材料的热学和力学性能依赖于温度的特性)对动态热应力响应的影响。分析结果表明,当梯度材料承受热冲击栽荷作用时,变物性特性对材料的动态热应力响应的影响十分明显,在对梯度材料进行评价和优化设计时,必须采用动态热应力响应变物性分析模型进行分析。     

Numerical Simulation of Bubble Migration in Liquid Titanium Alloy Melt During Vertical Centrifugal Casting Process

立式离心铸造钛合金熔体中气泡运动的数值模拟

徐琴¹,王星¹,吴士平²

（1. 河南工业大学 机电工程学院,郑州450001;

2. 哈尔滨工业大学 材料科学与工程学院,哈尔滨 150001）

创新点说明：

针对圆筒形薄壁复杂钛合金铸件的离心铸造问题,采用简化的型腔模型对气泡在钛合金熔体中运动规律进行了研究,分析气泡初始位置、铸型转速和旋转方向等对气泡迁移的影响,对预测钛合金铸件中气孔缺陷和深入认识离心铸造中的两相流动有一定意义。

关键词：钛合金;立式离心铸造;气泡;运动;数值模拟

     

跳汰分层过程计算机模拟研究

在深入分析了跳汰过程中颗粒运动的特征后,将床层按颗粒在一个跳汰周期中的垂直行程划分成ｎ层,应用马尔科夫链理论建立了跳汰分层过程的数学模型,并给出了模型参数的实验测定方法。在此基础上,对跳汰分层过程进行了计算机模拟。模拟结果揭示了跳汰床层中物料分层的形成过程,很好地解释了当中间密度物料多时分选效果变坏的原因,所得结果与跳汰实际情况一致。     

摇枕平稳充型浇注系统设计与铸造工艺的计算机模拟

基于无气隙平稳充型浇注系统的设计原理,设计了摇枕铸件的浇注系统并进行了充型和凝固过程的计算机模拟.比较原工艺和新工艺充型模拟结果,发现新工艺浇注时没有产生卷气、湍流、飞溅等缺陷;温度场和固相分数的模拟结果表明,铸件没有产生热节和缩孔缺陷,表明了新工艺的可行性.     

电渣熔铸过程中数学模型的分类及数值模拟的简便求解

在综述国内外电渣熔铸过程中数学模型研究的发展状况的基础上,分析了其中偏微分方程与其定解问题中的边界条件的特点．然后,在常用的铸件轴对称的假设下,对偏微分方程及其边界条件进行变换,得出了各二维方程及边界条件所属的类型．在此基础上提出了简单有效的求解方法,并进行了渣池电位和渣池温度场的模拟计算,结果表明算法是有效的．     

带前置导叶离心压缩机非定常流动的数值模拟

利用CFX对无导叶和前置导叶大预旋角度下离心压缩机内部流动进行了数值模拟,分析了叶轮表面的压力分布规律.前置导叶正预旋40°的非定常流动计算结果显示,导叶及叶轮表面均发生了流动分离,导致流场内产生了较大的压力波动,波动主频率为2 422 Hz,叶轮流道内旋涡的周期性发展是导致叶片表面压力波动的主要原因.     

Al-Cu合金近液相线铸造中组织演变的计算机模拟

利用多尺度模拟方法针对Al-Cu合金近液相线半连续铸造的特点,建立了描述成形过程的温度场模型、液固相变模型,通过固相率变化将宏观尺度的温度场和介观尺度的微观组织模拟耦合起来,利用有限差分法和元胞自动机法对Cu质量分数分别为4%、4.5%及5%的Al-Cu合金近液相线铸造进行了组织演变的模拟。模拟了上述合金在浇铸温度为液相线温度以上7~25 K、铸造速度为1.5~3.5 mm/s、水冷系数为1 000~2 000 W/(m2.K)的液相线铸造中的组织演变,与ZL201合金的实验吻合。计算表明,当Al-Cu合金中Cu质量分数为5%、浇注温度为930 K、水冷系数为1 000 W/(m2.K)、铸造速度为2 mm/s时,获得的微观组织均匀、细小。     

成分/性能连续变化梯度材料激光成形送粉系统设计

针对成分及性能连续变化功能梯度材料(以及功能零件)激光成形制造工艺对多粉末束流成分及送粉量需实时变化的难点,研制开发粉末输送量连续可变的四路联动送粉系统;阐述了该系统的机械设计及电气控制原理;通过Fe313合金粉末输送工艺试验,实现送粉量的多斜率线性函数连续变化;使用Ni25自熔合金粉末,采用6kW CO₂激光器,进行熔覆工艺试验,获得了厚度连续变化的单道熔覆层.     

钢锭模在铸锭过程中温度场的计算机数值模拟

将计算机数值模拟技术应用于我国钢锭模结构的基础研究中，提出了钢锭—钢锭模—环境这一特殊传热系统的物理模型，采用了外节点、直接差分法建立了温度场模拟的数理模型，编制了模拟软件，进行了钢锭模温度场数值模拟，模拟结果与文献的实测结果吻合的较好。根据温度场的模拟结果，提出了钢锭模的合理结构模式。     

SD模型用于作战模拟的优越性

介绍了作战模拟的基本特点及所用的数学方法,叙述了模拟的ＳＤ模型及其优越性。     

计算机仿真技术在电控燃油喷射开发中的应用

研究计算机仿真技术在电控燃油喷射发动机上的应用 ,加快电控汽油机的开发进度 ,更好地提高汽油机乃至汽车的整体性能 .结合自行设计的电控系统 ,建立了控制数据和汽车在驾驶循环中发动机工况点的计算机仿真模型 ,以及整车性能预测模型 .利用该方法对一台微型轿车进行了电控燃油喷射的改造 .试验结果表明 ,计算机仿真获得的控制数据具有很好的精度 ,仿真模型获得的发动机工况点以及整车性能预测结果对于指导控制系统与汽油机的匹配具有很大的意义 ,加快了电控汽油机的开发进度 .     

摆动过程的计算机模拟

摆动问题及其理论在农业、工业及国防等许多领域都有广泛的应用．通过对一般单摆的摆动过程的研究,得到了系统的合力与能量公式;采用数值分析的方法模拟了摆动过程,并对模拟结果进行了深入的分析与讨论,验证了摆动问题的基本理论,加深了对物理本质的阐述．     

红外焦平面阵列补偿方法计算机仿真

研究补偿红外焦平面阵列固定图形噪声的计算机仿真方法 .建立了红外焦平面阵列输出信号的数学模型 ,推导出使用参考辐射源的补偿算法并设计了仿真程序 .补偿过程图像验证了响应率和偏置的非均匀性对固定图形噪声的影响 .研究结果表明用计算机仿真方法研究焦平面阵列补偿技术是可行的 ,所产生的图像及方法可用于图像识别研究