铝带坯连续铸轧过程热力耦合有限元分析

根据铝带坯连续铸轧过程瞬态凝固、流变成形的特点,同时考虑影响辊套与铸坯传热界面的接触热导问题,建立了铝带坯连续铸轧过程热力耦合有限元分析模型。在对AN SYS有限元分析软件进行二次开发的基础上,探索了适合于铝带坯连续铸轧这一复杂多重非线性问题热力并存耦合分析的途径,得到了铝带坯连续铸轧过程的温度场及应力-应变场的分布规律。仿真分析结果与实测结果进行了对比分析,二者基本相符。     

铸轧过程热力耦合建模与仿真研究

探讨了铸轧过程强耦合的温度场与轧制压力建模。利用该模型对常规铸轧过程进行仿真计算,计算结果与实测值相吻合,从而验证了模型的正确性。在此基础上研究了超薄快速铸轧条件下铸轧速度、铸轧区长度、铸坯厚度等工艺参数对铸坯表面温度、轧制压力及摩擦应力的影响。     

摩擦焊接过程的热力耦合有限元分析

采用热力耦合有限元分析方法,综合考虑摩擦焊接过程中不同的产热机制、随温度变化的材料性能、飞边形成及摩擦系数随速度、温度、压力的变化规律,直接由焊件材料的性能参数及设定的焊接规范参数(轴向压力与转速随时间的变化曲线)对焊接全过程的焊接参数(摩擦转矩、轴向缩短量及平均温度)、物理参量场(温度场、应力场、变形场)及焊合区金属晶粒尺寸的变化规律进行了数值模拟,得到了焊接过程中摩擦表面上切应力、加热功率、温度及轴向压应力的分布及变化规律,实现了对焊合区金属晶粒尺寸的数值模拟。     

基于热力耦合模型的金属切削过程有限元分析

基于有限元理论和热力耦合模型的研究,通过讨论切削过程中的关键技术,主要包括切削加工有限元方程的建立：构件材料的Johnson-Cook本构模型;切屑分离准则;材料断裂准则;接触摩擦模型;切削热的产生和分布;残余应力的分析和切削力的比较分析等,建立了二位金属切削过程模型,通过采用粘结．滑移摩擦模型,有效地模拟了航空钛合金的切削加工过程,对此类材料加工的切削力、切屑温度以及应力场和应变的分布进行了分析。     

湿式摩擦离合器摩擦片的热力耦合分析

在湿式摩擦离合器动力学研究的基础上,采用摩擦功率法对离合器接合过程的热流密度进行了计算。并讨论了摩擦片的对流换热问题,运用有限元技术建立摩擦片模型,对其温度场和应力场耦合情况进行了分析。研究结果表明,摩擦片径向温度随着半径逐渐增大,厚度方向温度升高主要位于摩擦片表面区域。摩擦片外圈区域出现周向拉应力,内圈区域为周向压应力;而摩擦表面出现径向压应力,摩擦片内部出现径向拉应力。该结论为摩擦离合器热失效分析提供了一定的理论基础。     

基于Fluent的超薄连续铸轧三维流场仿真分析

基于计算流体软件Fluent,比较全面地分析双辊超薄连续铸轧的流场,特别是铸嘴型腔三维流动现象及其特点.分析铸轧区对流场的作用.铸轧区有利于铸嘴出口速度的均匀流动,有利于速度均匀混合,但不能彻底消除速度梯度.把计算的铸嘴出口处的流体速度与实验结果相比较,两者基本吻合,并得出结论:分流块的形状与位置是影响铸轧流场的主要原因之一,常规铸轧常用铸嘴熔体出口速度相对误差达38%,不能满足超薄连续铸轧技术的需要.     

基于有限元的4G20发动机活塞热力耦合分析与仿真

对4G20发动机的活塞进行有限元的分析。运用Pro/Engineer软件基于特征建立活塞3D实体模型,使用ANSYS Workbench对其进行网格划分和有限元计算仿真,并对活塞进行热力耦合分析。     

大口径火炮多发连射炮管热力耦合分析

通过建立一维内弹道学两相流模型和经典圆管瞬态热传导模型,研究了大口径火炮多发连射过程的瞬态传热特性,并用ABAQUS软件进一步分析20发连射时炮管的热结构耦合场。得到某155mm火炮药室部温度场和瞬态热应力场分布规律,为进一步评测炮管的疲劳裂纹和确定剩余寿命提供了参考。     

双粗糙面滑动摩擦热力耦合有限元分析

建立了双粗糙分形表面滑动摩擦的热力耦合模型,综合考虑了随温度变化的材料性能、材料的弹塑性变形及摩擦副的磨损失效等因素,以摩擦材料的性能参数及设定的材料损伤参数为实例对双粗糙分形表面滑动摩擦全过程的温度场、应力场及磨损进行了数值模拟,分析得到了滑动摩擦过程中摩擦界面最高接触温度、接触应力的分布、磨损率及其变化规律,实现了对双粗糙面摩擦磨损情况的模拟及预测。     

轧制过程弹性辊三维热力耦合仿真分析

为得到轧制过程中轧辊、轧件的应力、温度分布,采用有限元软件LS-DYNA,通过三维热力耦合弹塑性有限元方法,在轧辊为弹性体的条件下,对钢材的平辊热轧过程进行了仿真分析。详细介绍了有限元模型的建立,材料参数、边界条件及载荷的定义。仿真分析结果表明：轧制过程中接触弧内轧辊表面受三向压应力的作用,在垂直于轧辊轴线的平面内剪应力呈现交变现象;同时得到了轧辊表面温度呈周期性变化的结果。     

精轧区带钢热轧热力耦合有限元仿真

根据实际生产工艺,借助MSC.MARC有限元分析软件,建立宽带钢多道次热连轧有限元模型,对宽带钢的轧制过程的温度场、轧制力特性等进行了仿真研究。仿真结果与实测值误差非常小,终轧温度与实测温度误差在±13°C以内,各道次轧制力与实测值误差在±10%以内。在此基础上,讨论不同工艺参数对带钢温度场,轧制力的影响,为优化轧制工艺提供理论依据。     

基于数值模拟的线材轧制成形过程研究

通过对线材热连轧过程传热关系进行分析,利用热力耦合弹塑性有限元方法建立了线材与轧辊的三维数值计算模型,结合热轧生产线的实际情况,对高速线材轧制生产线预精轧区六道次轧制过程中的温度场、轧制力与轧制力矩进行了模拟计算。分析了变形区内温度场的分布和变化规律,探讨了轧制过程中所涉及的几何、材料和边界条件等多重强非线性问题,计算结果为生产工艺制度的改进、工艺参数的优化以及微观组织变化规律的研究提供了理论依据,对现场生产也有重要的参考价值。     

热连轧机机电液耦合振动控制

全世界薄板坯连铸连轧机在轧制薄规格带钢时都出现不同程度的严重振动现象,导致带钢和轧辊生成明显振痕,从而影响企业的产品质量、外部形象和经济效益。利用自制综合遥测系统对轧机振动参数、力能参数、电参数和工艺参数等进行全面的现场综合测试,经过对测试信号的时域分析和频域分析获得振动的特征及规律;通过理论研究和仿真研究,发现轧机确实存在扭垂耦合振动、机电耦合振动和液机耦合振动现象,确定轧机振动的性质为机电液多态耦合振动。据此对电气传动控制系统和AGC系统进行参数修改和优化,将设计的二阶扭振抑制器应用在主传动控制系统中和对AGC参数进行优化,辊系振动明显降低,有效地抑制了轧机机电液耦合振动现象,取得了显著的经济效益和社会效益。     

热带钢连轧多场耦合演变过程有限元分析

根据物理冶金组织演变规律和经验公式，开发了金属热变形过程耦合组织演变的计算模块。结合某厂2050热带钢连轧工艺过程，利用非线性刚塑性有限元法，建立热连轧过程热、力、组织的多参量耦合仿真模型。运用该模型对2050现场实际轧制过程进行模拟计算，分析了轧制过程轧件变形场、温度场及显微组织的演变规律。模拟得到的轧制力能参数、温度、组织分布与实测数据基本一致。     

车轮滑动时钢轨热机耦合有限元分析

利用有限元分析软件ABAQUS建立了轮轨接触热机耦合分析的热弹性平面应变有限元模型.模型中考虑温度对材料热物理参数的影响.分析了车轮滑动时不同摩擦因数和轴重对钢轨应力场分布的影响.结果表明,最大Von Mises等效应力发生在接触斑后半轴靠近接触区的边缘处,轮轨摩擦热影响区主要分布在接触表面,并随深度的增加其影响越来越小;当温升较大时,热物理参数随温度变化的影响应予以考虑;钢轨表面应力随摩擦因数和轴重增大而增大.     

热力耦合下微接触点塑性应变沿深度变化分析

在考虑粗糙实体弹塑性变形、热力耦合、微凸体间相互作用和摩擦热流耦合等影响下,运用有限元法数值模拟具有三维分形特性的粗糙面与刚性平面间滑动摩擦过程,分析了粗糙实体接触凸点塑性变形随深度变化情况。发现：在速度的突变和闪点温度形成时,摩擦接触表层等效塑性应变增大明显;在这一摩擦表层,过不同接触点的纵向剖面塑性应变沿深度分布不同：有的是接触表面塑性变形最大,有的是在接触微凸体表面下某一深度塑性变形最严重,而接触凸点表面的塑性应变稍小些。这与相关文献用SEM研究干摩擦后金属摩擦表层变形照片后发现的结果一致。滑动摩擦过程中,金属粗糙摩擦接触表层塑性变形的不断累积,将会导致材料表层中的夹杂或微观缺陷周围萌生微孔和裂纹源。     

套筒与轴热套装过程的接触有限元分析

运用MSC.Marc对套筒与轴的热套装过程进行有限元模拟,涉及热机耦合分析和接触分析。在建立合理的有限元模型、正确定义和选择边界条件的基础上,分析套筒受热自由膨胀状态以及套筒与轴过盈配合的应力应变,最后通过对比分析模拟结果与试验结果验证有限元分析的合理性,为结构的进一步改进提供理论依据。     

大型连轧管机机架结构动态特性

为了保证轧机正常工作,应考虑其在动载荷下的受力情况和动态特性。对连轧管机机架结构进行有限元分析,以确定该结构可能产生的应力集中区域。通过动态分析确定结构的各阶主振型及其参数,以此作为结构疲劳分析和保证使用寿命的基础。最后进行动态设计,使得到高效率、高速度和低噪声的连轧管机产品成为可能。