变高度构件辊模成形有限元仿真

利用ABAQUS软件对变高度构件辊模成形过程进行有限元仿真。基于动力显示算法,使用固定模具,轧辊一边平动一边旋转的模拟方式,建立变高度构件辊模成形有限元模型。分析了模型建立过程中成形速度选择对计算时间的影响,分析步、接触方式和边界条件设置等关键问题。对成形后构件的等效应力、等效塑性应变的特点做了重点分析。得到了轧辊成形反力、转矩大小随时间变化的规律。对比了Q235和QP980两种材料的模拟成形结果,并通过实验,验证了有限元模型的有效性,为类似构件的辊模成形工艺开发提供了参考。     

镁合金搅拌摩擦加工温度场模拟及其验证

摘 要:基于有限元分析技术,利用COMSOL Multiphysics多物理场耦合软件建立了镁合金AZ31B的搅拌摩擦加工三维模型.在搅拌摩擦加工的温度场建模中,引入移动坐标系,将瞬态热传导问题变为准稳态对流热传导问题,降低了建模的难度.在搅拌摩擦加工实验的基础上,利用热电偶获取待测点的实时温度值,通过与模拟结果的对比,验证了该模型温度场模拟的准确性和可靠性.     

递温镁合金板轧制的数值仿真和验证实验

对镁合金板材轧制过程的热量变化方程进行推导,并用有限元方法分析此热力耦合过程,并对仿真结果进行实验验证.结果表明:板材在轧制过程中有较大的温度变化,轧制过程板料的温度变化主要是由变形产热、摩擦生热和板料-轧辊热传导、以及与环境的传热情况决定,并且受板和轧辊间温度差的影响;随着板温度的下降,轧制力和等效应力线性增加,最大轧制力是最小轧制力的3倍;当温度降到210 ℃,等效应力达到160 MPa时,板料出现边裂缺陷,达到轧制成型极限;板料较佳轧制温度应高于210 ℃.     

电子束退火法制备MgB_2薄膜的温度场模拟

利用ANSYS软件模拟电子束退火MgB_2薄膜过程的温度场分布,退火样品与样品台之间的接触热阻对退火温度影响很大,且此接触热阻会随退火参数(电子束能量和退火时间)发生变化,这给模拟工作带来很大困难。本文先通过热阻串联对样品进行等效简化,再利用热传导近似计算把接触热阻的效应等效在样品模型中,并将接触热阻随退火参数的变化转化为电子束能量转化效率的变化,得到修正后的热源模型,仿真所得温度值与实测温度值基本相符,这为电子束退火制备薄膜材料的研究提供了温度参考。     

轧辊堆焊温度场的动态有限元模拟

利用有限元软件对轧辊堆焊温度场进行数值模拟.在模拟过程中,实现焊接移动热源的施加,较好地模拟了焊接电弧移动加热过程以及整个温度场的瞬态变化,考虑了材料热物理性能参数与温度的非线性关系,并以70Cr3Mo的堆焊为例进行了实例计算,计算结果与实测结果相吻合.     

厚壁管类工件水淬传热问题的计算机模拟

根据钢制厚壁管类工件淬火的实际情况，建立了一个包含变物性、形状因素、过冷沸腾换热边界条件和相组成变化的热传导控制方程组。用有限元法求解厚壁管类工件水淬时瞬态温度分布和瞬态相组成分布。与实测相应厚壁管特性点的瞬态温度对比，计算结果令人满意。     

ZAlCu4合金凝固过程相变热传导的有限元分析

根据相变热传导的等效热容法有限元理论，对ZAlCu4合金凝固过程的温度场进行了瞬态求解，分析铸件长度方向上各点处的温度值随时间的变化关系，以及在不同时刻长度方向上各点的温度分布。计算结果与实测值吻合得较好，这为模拟ZAlCu4合金在凝固过程中微观组织的演化过程奠定了理论基础和前提条件。     

厚壁管类工件水淬传热问题的计算机模拟

根据钢制厚壁管类工件淬火的实际情况，建立了一个包含变物性，形状因素，，过冷沸腾换热边界条件和相组成变化的热传导控制方程组。用有限元法求解厚壁管类工件水淬时瞬态温度分布和瞬态相组成分布。与实测相应厚壁管特性的瞬态温度对比，计算结果令人满意。     

ANSYS有限元方法在焊接温度瞬态分析中的应用

为了更好的制定焊接工艺参数,了解焊接工艺机理,需要追踪焊接时的温度变化。本文利用ANSYS有限元方法,对焊接时的温度变化进行高度仿真,在焊接热传导求解方程的基础上,设定网格划分的最优条件,并利用半球状热源模型分布函数加载热流密度。最后,以SUS304型不锈钢为例,对其焊接时的温度进行数值模拟瞬态分析。     

铸造凝固界面换热系数求解的反热传导模型

考虑到铸件凝固过程中因潜热释放造成的数值计算结果难于收敛问题,建立基于等效比热法的反热传导模型,并分析模型中各种计算参数如阻尼系数μ、未来时间步长R、正热传导计算时的时间步长Δθ及收敛误差值Tcr等对反算求解结果稳定性及准确性的影响,应用所建立的反热导模型,通过铸件内温度数据计算得到A356铝合金与铜冷却介质间的界面换热系数。结果表明,界面换热系数是随铸件凝固时间变化的,其变化范围在1 200~6 200 W/(m2·K)之间,而且变化过程中因为结晶潜热的释放存在两个峰值。     

炉卷轧机轧辊温度场分析及冷却制度研究

针对南钢3500mm炉卷轧机轧辊冷却效果不佳造成其使用寿命较短的问题,对轧辊的温度场及冷却制度进行了分析和研究。采用有限元法对轧辊轧制过程及轧制间隙过程温度场进行了模拟。并设计了正交试验,讨论了喷嘴形状、冷却水压力、喷嘴与辊面距离、喷嘴与轧辊角度对轧辊冷却的影响。根据试验统计结果,确立了新的轧辊冷却制度。新冷却制度的应用有效改善了辊面产生网状裂纹现象,使轧辊磨削深度由原来的2mm降低至1.5mm。     

平板流铸工艺中冷却辊的温度场数值模拟

采用有限元分析方法(Finite Element Analysis,FEA)对平板流铸工艺(Planar-flow Melt Spinning,PFMS)生产非晶带材过程中的冷却辊进行了稳态温度场数值模拟,获得了冷却辊温度场及其热流的分布特点,并探讨了辊外径、辊厚、辊速3个参数对辊表面温度的影响规律。结果表明:增大辊外径,减小辊厚,降低辊速,均有助于降低辊面温度。由正交试验结果可知,对辊外表面温度的影响作用由大到小的顺序依次为辊厚、辊速、辊外径;对辊内表面温度的影响作用由大到小的顺序依次为辊速、辊外径、辊厚。最后通过综合平衡分析,得出了能将辊面温度控制在目标范围内的参数优化设计方案。此项研究为非晶带材平板流铸成形的模具设计及工艺优化实践提供了理论支持。     

不同冷却水流速度下的铸轧辊套温度分析

利用ANSYS有限元软件对铸轧辊套建立二维模型,模拟铸轧辊套在铸轧过程中的温度场分布。通过分析不同冷却水流速度下铸轧辊套温度场分布,揭示在镁合金双辊铸轧过程中不同冷却水流速度对铸轧辊套冷却的影响规律,为工业生产提供重要的参考依据。     

淬火温度和冷却方式对高速钢轧辊性能的影响

通过改变淬火温度和冷却方式,测定了高速钢轧辊的硬度,并测定了相应条件下对应的残留奥氏体数量;比较了油冷、雾冷和空冷条件下高速钢淬透性的大小;研究分析了不同淬火温度、不同红硬性试验温度对高速钢轧辊红硬性的影响.实验表明,选取合适的淬火温度和冷却方式,可以有效地提高高速钢轧辊材料的性能.     

镁合金薄板快速铸轧过程有限元仿真研究

为了研究铸轧工艺参数对AZ31镁合金薄板快速铸轧过程温度场和热应力场的影响,基于铸轧区板坯的对称性建立了纵截面1/2的二维几何模型;选择了基于热弹塑性增量理论的热应力控制方程;采用大型通用有限元分析软件ANSYS对镁合金快速铸轧过程中的铸坯温度场和热-应力场进行了仿真分析,并就不同工艺参数(浇注温度、接触界面换热系数、铸轧速度)对铸坯温度和应力的分布及其相变区的影响进行了研究。仿真结果增强了对镁合金快速铸轧过程相变区温度变化和热裂产生机制的理解,为快速铸轧工艺参数的优化提供了依据。     

铸轧机轧辊新型冷却循环水系统设计原理

在FATA HUNTER超型铸轧机的生产实践中,根据不同的铸轧速度和辊套壁厚,通过控制冷却水人口水温减少轧辊表面残留水分,来提高铸轧生产率和板坯质量,并设计出可控制冷却水人口温度的新型管道闭环循环轧辊冷却水系统．     

高线辊环精轧过程中热疲劳行为研究

利用有限元的方法,以精轧机用粘结相含量为20wt%的YGR45硬质合金辊环为研究对象,分别对轧制速度分别为40 m/s、80 m/s、160 m/s进行轧制模拟;并结合不同的冷却条件,研究了不同轧制速度下硬质合金辊环在高线热轧过程中的的热行为。结果表明:随轧制速度的增加,辊环温度梯度变小,有效的冷却装置能使辊环的最高温度、平均温度和温差保持不变,而没有冷却装置的则不能。高的温度变化速率是高线精轧辊环表面出现热疲劳裂纹的主要因素。     

冲压用结构钢热轧酸洗板生产工艺研究

针对低碳结构钢热轧酸洗板表面氧化铁皮缺陷问题,从加热工艺、精轧轧制润滑以及工作辊冷却等方面分析了不同生产工艺参数对板坯表面质量的影响;研究了钢卷下线入库不同的存放方式对钢卷表面氧化铁皮结构的影响。通过对板坯加热时间、出炉温度的控制,精轧轧制润滑给油量的优化,以及更换精轧工作辊水嘴型号从而增大工作辊冷却水量以保证轧辊表面质量,钢卷入库后采用风机快冷等措施,可以减少热轧酸洗板表面氧化铁皮,有效提高产品表面质量。     

回流焊冷却过程中PBGA焊点力学行为分析

以热弹塑性理论为基础,建立球栅阵列PBGA焊点在回流焊工艺中焊接应力的有限元模型,利用ANSYS的热结构耦合功能,采用生死单元法对Sn-Ag-Cu焊点回流焊的冷却过程进行数值模拟分析.焊点冷却结晶后的初始阶段,等效应力随温度的降低快速增加,当焊点的温度逐渐降低至室温时,等效应力为最大.结果表明,在回流焊接工艺中,PBGA焊点的裂纹极可能发生在焊料冷却结晶后的初始阶段,在焊点高应力集中区首先开裂,并在应力的作用下沿界面逐渐扩展.对焊料凝固初期冷却速率的控制是减少焊接裂纹产生的有效方法.     

铸轧辊辊套断面温度场的数值模拟

本文介绍了用有限差分法求解铸轧辊辊套中的周期性动边界下的瞬态温度场,采用该方法实现了铸轧辊辊套从铸轧开始到达到热平衡时的整个铸轧过程中的温度场数值模拟,结果令人满意。