186kA大型预焙阳极铝电解槽磁场的三维数值计算

应用表面磁荷法对186kA大型预焙阳极铝电解槽的磁场进行了三维数值计算,通过计算结果与实际测量结果的比较,可以得出,应用表面磁荷法对铝电解槽磁场进行计算所得的结果为较为精确的,且计算结果比较接近铝电解槽的实际磁场,应用本计算软件对铝电解槽磁场进行三维计算可以满足铝电解槽母线设计的要求。     

ANSYS磁场计算中无限边界的数理分析

电解法生产铝的重要设备是电解槽。该设备运行中加载强大的电流会产生磁场,影响着铝电解的生产。因此在设计铝电解槽时需分析磁场源及其产生的磁场。ANSYS有限元分析软件提供了电磁计算方法。可以解决铝电解槽生产设计中的磁场计算分析。本文详述ANSYS电磁计算中使用无限边界单元的数理分析。为使用该软件的技求人员提供参考。     

贵州铝厂160kA大型预焙阳极铝电解槽磁场测量与计算

叙述了在低温条件下测量铝电解槽磁场的方法和步骤以及应用表面磁荷法计算铝电解槽磁场的原理,并应用该技术和编制的计算软件对贵州铝厂１６０ｋＡ大型预焙阳极铝电解槽的磁场进行了测量与计算。实际测量结果表明,低温条件下测量电解槽磁场定位较为准确,方法简单、易于操作,数据的稳定性好。低温条件下测量的磁场数据与实际计算的结果较为一致。与美国的磁场测量和计算方法相比,本文的低温磁场测量技术和根据表面磁荷法开发的铝电解槽磁场专用计算软件是先进的。     

电流分布对160kA预焙阳极铝电解槽磁场影响的数值计算

应用表面磁荷法对贵州铝厂160kA大型预焙阳极铝电解槽的磁场进行了计算,通过对电流分布均匀情况下和考虑了实际电流分布情况下的电解槽磁场的比较,可以看出,阳极和阴极电流分布对铝电解槽磁砀分布具有绝对的影响,只有在考虑了阳极和阴极电流实际分布的情况下,才能准确地计算出铝电解槽的实际磁场分布。     

用标量电位法与双标量磁位法计算铝电解槽三维磁场

以商业软件ANSYS为开发平台，采取标量电位法和双标量磁位法相结合的方法开发了铝电解槽电场与磁场计算模块，并应用到154kA铝电解槽磁场计算。磁场计算结果表明：水平磁场基本上形成一个顺时针的漩涡，而垂直磁场呈现较好的反对称关系；|Bx|max、|By|max和|By|max的计算值与测试值误差分别为0．7％、8．8％和6．7％；各个测点的磁感应强度分量Bx、By和Bz计算值与测试值绝对平均误差分别为14．8％、7．8％和14．9％。计算值与测试值比较接近，表明该方法可以满足铝电解槽母线设计时的磁场仿真计算的要求。     

82KA预焙铝电解槽三维磁场数值计算

应用等效磁偶极子法对预焙铝电解槽的磁场进行了三维数值计算 ,与实测值比较 ,表明计算结果较为准确 ,可以满足铝电解槽母线设计时的磁场仿真计算的要求。应用自编软件对某厂 82kA预焙槽的磁场分布进行了计算分析 ,表明由自焙槽改预焙槽时 ,采用第三点补偿母线的方式是可取的。     

铝电解槽工艺条件对磁场的影响

运用磁标量位法对175kA预焙铝电解槽进行三维数值计算,在此基础上通过改变铝液高度、极距、电解质高度、炉帮的形状、横梁母线的移动、换极等铝电解槽工艺条件,探讨了不同工艺条件对铝电解槽磁场的影响,为铝电解实际生产提供理论依据。     

80kA上插棒式自焙铝电解槽熔体中电磁力场的计算与分析

介绍了铝电解槽中电场、磁场和电磁力场的计算模型及计算程序，结合我国自焙阳极铝电解工业实践，分析了铝液中各点的电磁力，并用计算机绘制了电解槽中电流分布、磁场和电磁力场图，为工业铝电解槽的设计和炉膛内形的优化提供了参考。     

400kA预焙铝电解槽磁场分布应用研究

随着电解槽向超大型方向发展,磁场分布对电解槽的稳定性尤显重要。本文首先通过理论研究,建立400kA预焙阳极铝电解槽稳态电场和磁场模型,使用有限元法对模型进行数值求解,然后依据电解槽磁流体稳定性条件,得到400kA电解槽磁场分布计算结果。并且,通过现场测试,对400kA电解槽磁场分布进行验证,表明模型计算结果较为准确。     

铝电解槽电磁流场的数学建模与应用

研究了铝电解槽复杂开域的媒质接触、结构化网格划分、磁场边界条件施加、场耦合等建模问题。运用标量电位法、标量磁位法和有限体积法在商业软件平台上开发了铝电解槽电一磁一流场的计算模块,并与工业电解槽上的测量数据对比验证其可靠性。在此基础上提出一种母线设计方法,获得较优的母线配置方案SG2。仿真结果表明：SG2水平电流小,磁场分布对称性好：熔体平行大面流动有助于氧化铝输运。磁场分析结果表明：立柱母线中的电流可大幅度抵消非均匀阴极母线电流对磁场分布的影响,决定最终磁场分布。     

铝合金压铸件凝固过程中的瞬态温度场分析

建立了铝合金压铸件的有限元模型,确定了温度场模拟的初始条件和边界条件;结合材料的热物性,利用AN-SYS软件对A380.0铝合金压铸件凝固过程中的温度场进行了模拟,得到了铸件各点温度随时间变化的规律,模拟结果反映了铸造系统温度的变化过程。结果表明：利用ANSYS模拟温度场运算速度快、结果比较准确,为热应力分析提供了温度场条件,并给压铸优化设计提供了依据。     

基于边界元法的站场阴极保护数值模拟软件设计与开发

边界元法在阴极保护电位分布计算方面有着明显的优势,采用边界元法对数值模型边界进行离散,计算节点少,计算速率快。站场阴极保护数值模拟软件基于边界元法对站场阴极保护电位分布进行计算,得到可视化结果,通过该结果可以发现屏蔽和干扰位置,对辅助阳极位置进行优化,从而解决站场阴极保护系统腐蚀区域不能预测的困难,使站场阴极保护系统工程更加合理有效。     

有限元模拟在泡沫铝力学性能研究上的应用现状与展望

有限元法是工程领域中应用最广泛的一种数值计算方法,从力学分析问题的角度来看,已在弹性静力学问题、动力学问题、弹塑性与接触力学、蠕变、疲劳与断裂力学、流体力学和热力学等领域得到广泛的应用。泡沫铝材料的力学性能主要包括压缩性能、拉伸性能、弯曲性能、冲击性能、吸能性等。本文详细叙述了有限元模拟泡沫铝压缩性能的现状及成果,简单介绍了模拟泡沫铝弯曲性能和吸能性的现状和成果,最后针对现状提出了自己的观点和看法。     

320kA预焙阳极铝电解槽磁场分布研究

对磁场的计算方法、采用的数学模型和计算步骤进行了论述。使用有限元法建立了铝电解槽三维静电磁场计算模型,该模型充分考虑了铁磁物质等因素对磁场解析的影响。以某厂320kA为例,论证了选取上下游5台槽进行计算较为合理,将计算结果与实测值进行比较,数值接近,验证了模型和结果的合理性。     

激光冲击铝合金微结构演化及力学行为的分子动力学模拟

目的 揭示激光冲击铝合金的微结构演化过程及塑性变形机制,探究残余应力产生的机理,为激光冲击提升铝合金力学性能提供理论参考。方法 基于分子动力学模拟,采用活塞冲击法实现多晶铝合金(Al-Mg-Zn-Cu)在不同加载速度下的冲击强化。利用共邻分析法和位错提取法,研究铝合金的微结构演化过程、位错分布以及激光冲击影响铝合金力学性能的内在机理。结果 在冲击波加载阶段,当高速冲击波作用时,铝合金出现大量滑移系,产生高密度位错。在保载阶段,位错集中在晶界附近,导致多晶铝合金发生晶界塑性变形。在卸载阶段,不同类型位错之间进行了相互转化。铝合金两端晶粒和晶界的塑性变形,导致了残余压应力的产生。对完全卸载后的铝合金进行单轴拉伸模拟,发现0.7 km/s和1.0 km/s的冲击速度下,残余压应力抵消了部分拉伸应力,变形晶界附近产生新的位错,且晶界发生迁移和合并,导致极限应力分别提升15%和22%。结论 激光冲击对Al-Mg-Zn-Cu铝合金的微结构及力学性能影响显著,在高速冲击波作用下,铝合金两端发生剧烈的塑性变形,导致残余压应力的产生。单轴拉伸时,残余压应力抵消了部分拉伸应力,且铝合金晶粒内发生原子变形产生新的位错,同时晶界发生运动,最终使得极限应力增大,铝合金的力学性能得到提升。     

金属型铝合金活塞凝固过程的数值模拟

采用有限元数值模拟的方法对金属型铝合金活塞凝固过程的温度场分布进行了计算。前后处理采用商品化软件,用所开发的接口程序实现计算主程序与前后处理软件间数据传递与处理。为了验证计算结果的准确性,在铸件及铸模上各选一个参考点,对参考点温度值随时间的变化,进行了现场测定,并将计算结果与实测值做了对比,最后分析了误差产生的原因。     

有限元法在管道漏磁检测中的应用

介绍管道漏磁检测中有限元计算方法的基本原理,推导出轴对称的漏磁检测系统在极坐标下的有限元方程、网格剖分方法及有限元计算的边界条件,并计算出不同形状缺陷的管道的磁力线分布图.从计算结果可清楚地看出不同缺陷对磁力线分布造成的影响也不相同.     

炭碗结构对预焙铝电解槽阳极压降影响的仿真研究

采用有限元仿真计算的方法计算铝电解槽的阳极压降,以经电流强化后的某电解槽阳极部分为研究对象,在ANSYS平台上建立了含钢爪与炭碗结构的半阳极有限元模型,考察了磷生铁与阳极炭块间接触电阻对阳极压降的影响,并使用该模型研究了炭碗结构参数对阳极压降的影响.结果表明:磷生铁与阳极炭块间接触电阻对阳极压降有较大影响,接触压降约60mV左右,约占整个阳极压降的17％;增大钢爪直径、炭碗深度、磷生铁浇铸厚度以及炭碗凹槽深度均可不同程度地降低阳极压降,而炭碗凹槽的倾斜角度对阳极压降几乎没有影响.