超高压空气的热物性计算

为研究高超声速风洞部件的气动特性,运用空气的亥姆霍兹能状态方程和输运物性方程组,计算超高压工况下空气的热物性参数。将计算结果与美国国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology,NIST）数据库的实验数据进行比较,得到相对误差值。结果表明,空气亥姆霍兹能状态方程和输运物性方程组计算得到的空气热物性参数与NIST标准实验数据相比误差较小,可以应用于超高压状态下的空气热物性计算。     

关于石灰石砂铸钢件的气孔

石灰石砂作为一种造型材料在锕水的作用下分解为CaO 和CO_2,在金属铸型界面上产生一系列复杂的物理化学反应,其结果会导致铸钢件产生气孔。本文研究了石灰石砂的发气性与颗粒大小及加热温度的关系。高于1100℃发气率几乎与粒度无关,而加热温度对发气性却有极大的影响。1克石灰石砂总发气量约为210-250毫升。本文讨论了气孔的成因。气核产生于金属/铸型界面上的渣相中,并在其中长大。当气体压力足够大时,气体就极易侵入液态金属成为气孔。本文还研究了铸型背压与透气性的关系。型砂透气性加大可以显著减少背压,防止气孔的产生。     

壁面加热热流密度对微柱群内部换热特性的影响

采用实验与数值模拟相结合的方法研究去离子水在不同加热热流密度下流过叉排排列微柱群内部时工质热物性对对流换热的影响规律.实验中采用电加热棒对一体化微柱群散热元件进行加热,测得不同加热功率下微柱群内部努塞尔数(Nu);同时建立考虑粗糙度影响的三维数学模型模拟了该实验段在不同热流密度下的温度场与换热特性,并与实验结果进行了对比.研究发现:工质热物性随着温度变化对微柱群换热特性有着较为明显的影响,且数值模拟结果略高于实验值;对流换热系数均随加热热流密度增加而略有增大,且低雷诺数(Re)下该现象更为明显;定义了不同的影响因子来对各热物性参数的影响进行定量分析,发现动力黏度对微柱群内换热特性影响最大,影响因子接近10%.     

物性参数对焊接温度场模拟计算的影响

数值模拟技术在焊接领域应用越来越广泛,对焊接领域生产应用和实验研究具有重要的工程使用价值及理论意义。文章利用双椭圆分布热源模型,对304不锈钢TIG焊接温度场进行计算,分析比热容(C_p)、热传导系数(λ)、热损失系数(α)三个物性参数在不同取值下对焊接温度场计算结果的影响。结果表明:比热容(C_p)的取值变化对焊接温度场计算结果影响最大,其熔深、熔宽变化值四组取值的计算结果分别为0.923、0.162 mm;热传导系数(λ)的影响次之,其熔深、熔宽变化值分别为0.522、0.057 mm;热损失系数(α)的四组取值的计算结果基本保持不变,其熔深、熔宽变化值分别为0.05、0.003 mm。     

型砂热物性的实验研究

采用浇铸法对型砂的热物性值进行实验研究，并用自制的实验装置对工厂实际生产所用的水玻璃砂的热物性值进行了测定，为300MW汽轮机中压静叶持环铸件的充型和凝固过程计算机数值模拟及工艺设计提供了实用和可靠的热物性数据。     

新型工质HFC161热物性计算研究

HFC161是近几年来国际上热物性研究关注的热点之一,作为制冷剂替代物,目前物性数据非常缺乏,公开发表的文献报告十分有限,基于制冷空调系统仿真的特点,以状态方程法建立了HFC161热力性质计算模块并进行了实用化的处理.计算结果与已公布的HFC161热物性参数数据进行比较,表明准确度能够满足工程计算的需要.     

估算低温下金属材料应变疲劳寿命和疲劳极限的新方法

本文建立了估算低温下金属材料应变疲劳寿命的新方法,并首次提出了金属疲劳极限的热激活模型。该模型可定量地解释温度和频率对疲劳极限的影响。研究结果表明,提出的应变疲劳公式可很好地拟合低温下金属材料应变疲劳寿命的实验结果;疲劳极限可表示成非热激活分量σ_(ai)(ε_(apc))和热激活分量σ_a~*(T,ε_p)之和;σ_(ai)(ε_(apc))是与温度和频率(或应变速率)无关的材料常数;σ_a~*(T,ε_p)与流变应力的热激活分量近似相等。最后用文献中的实验数据对本文提出的低温下就应变疲劳寿命和疲劳极限的估算方法进行了验证。     

石英长石砂抗夹砂性能研究

本文介绍了具有精确度高、稳定性好,制造与安装方便的差动变压器式电感动态测微仪作为研究型砂在高温下的线性热膨胀和热变形的测试手段;还介绍了用液压万能强度试验机研究型砂高温杭压强度和热变形的简单装置。文中阐明了用上述仪器研究石英长石砂的热膨胀和热变形特性;不同紧实度、不同煤粉和木屑加入量对其热膨胀和热变形的影响。并通过一系列试验曲线的对比,分析了石英长石砂对减少铸件夹砂倾向的有利条件。从而为充分开发和利用河南省资源丰富的石英长石砂提供了进一步的理论依据。最后还介绍了几年来部分工厂使用石英长石砂生产出各种类型优质铸铁件的情况。     

解决平面杆件系统的弯曲问题的电气模型

普荷夫曾由建筑力学中的位移法的系数公式(?)(?)_1=l/(3EJ)M_(12)+l/(6EJ)M_(21)+Ψ+(ωv)/(EJ)(?)_2=-l/(6EJ)M_(12)-l/(3EJ)M_(21)+Ψ-(ωu)/(EJ)求得受弯杆件(图1)的T 形代值电路(图3),并以解电路的各种方法去解决相应的力学问题,很有成效。普荷夫还指出了用形代值电路及用实验方法研究的可能性。依照普夫的指示,本文首先求出受弯杆件的形代值电路(图5),并比较T 形代值电路与形代值电路的用途。结果证明:形代值电路对力学中的初参数法特别合用,对力学中的其他方法则以用T 形代值电路为宜。本文扩大了参数表,包括更多类型的荷重,因此扩大了代值电路法的应用范围,例如计算温度变化的影响等。在比较各种电路解法和力学解法的基础上,发现所有的力学方法都有一电路解法与之对应,而且电路解法还能突破相应的力学方法所受的限制。本文的主要部分是实验研究方面。由于T 形代值电路和形代值电路都含有负电阻(静态的),无法用来进行实验研究。本文首先根据四端网络的原理找出T 形代值电路的不含负电阻的两种等效电路:X 形电路(图10)和桥T 形电路(图13)。比较这两种能够用来进行实验研究的代值电路所用的元件的价格,表明X 形代值电路宜用于作特殊电气模型,桥T 形代值电路宜用于作万用电气模型——计算台。进行实验研究时,曾注意:1)电源内阻的影响;2)参数的直线性;3)参数大小的影响;4)测量仪器的影响。实验结果和理论计算都表明:X 形代值电路中的误差全都是由于测量仪器所引起的,元件本身和电源内阻的影响是极微的。测量电压要用补偿法才能保证较高的准确度,安培计的影响可以用加大元件的电阻数值的办法去削弱。至于桥T 形代值电路中的误差则主要是由于所含理想变压器的条件不能满足所引起的,在工频中实难克服。因此,采用X 形代值电路作为电气模型的基础。用简单杆件的电气模型进行实验的结果,证明误差在0.5%以下,用复杂杆件系统的电气模型进行实验的结果,证明误差小于1%。本文最后一部分是关于解决10根杆件以下的任何杆件系统的弯曲问题的计算台的设计。     

水和水蒸汽物性参数计算程序开发

水和水蒸汽物性参数的准确计算对核动力系统热工水力特性模拟是必不可少的．基于 IAPWS-IF97标准,开发了求解热物性参数(压力、热力学温度、比热容、比焓、比熵、比内能、比定压热客、比定容热容)、输运物性参数(导热系数、动力粘度)和表面张力的程序．其功能：给定饱和压力或者饱和温度求解饱和水、饱和蒸汽的其他物性参数；给定压力、温度求解水在各个区域的物性参数；给定压力、焓求解水在各个区域的物性参数以及给定任意2个参数求解其他物性参数．并将实例计算结果与上海发电设备成套设备研究所杨宇开发的物性参数计算程序的计算结果进行了比较,基本相同．     

湿型铸造新型防粘砂添加剂

研制了利用植物油深加工后的废料———DK材料作为铸造用湿型砂防粘砂添加剂。通过实验研究确定了合适的配比 ,其工艺性能较煤粉砂有所提高 ,而成本约为煤粉砂的 1/ 3。因此 ,来源充足的DK材料可以代替来源不足的煤粉砂作为铸造用湿型砂防粘砂添加剂     

砂型铸造模具的加工余量及最小铸出孔CAD系统的开发

开发出了可以运行于AutoCAD三维绘图环境下的砂型铸造模具CAD系统的收缩量和拔模斜度模块,开发工具为Visual C++.net 2002的编程工具和AutoCAD的二次开发工具ObjectARX。两个模块均基于对话框模式开发,实现了人机交互的界面友好。利用ODBC的数据库技术对设计参数以数据库的形式进行管理,保证了设计的准确性,并提高了设计效率。     

基于光固法的变矩器导轮快速铸造

传统的铸造因铸型制备过程复杂、生产周期长、成本高,不适合单件、小批量生产和新产品试制,研究利用光固法与熔模铸造相结合的工艺制造变矩器导轮功能样件,用于变矩器性能试验.首先利用快速成型设备制作导轮的SLA原型,随后对原型进行沾浆、淋砂、焙烧制成型壳,再经熔炼浇注后得到导轮功能样件.利用此方法,可以实现导轮的快速铸造,从而节约模具费用,缩短新产品开发周期.     

航天测量仪器上外框架的研制

对航天测量仪器转台上关键铸件外框架工艺进行了研究,采用树脂砂型和易溃散的树脂砂芯,采用铸件相同材质的芯撑,采取缝隙与中注开放式组合的浇注系统及合理的冷铁与冒口配置,制定合理外框架的工艺方案。在热处理时加限位。使得热处理后铸件的尺寸及性能符合设计要求。     

采用非线性估算法对铸造界面传热系数的研究

以试验中测得的铸件和铸型接触界面上的不同位置的温度为前提,利用有限元分析软件ANSYS模拟了铸造凝固过程的温度场,分析了在考虑热阻和不考虑热阻的情况下,计算结果对数值模拟准确性的影响;采用Beck非线性估算法求解了铸件和铸型间的界面传热系数,发现了金属铸造界面传热系数随时间的变化规律,以及铸型厚度对界面传热系数的影响.     

Basic rules for rheologic forging process of semisolid alloy

Semisolid mold forging is a major type of semisolid processing, which is different from neither traditional mold forging nor traditional permanent casting. However, processing defects are often seen in work pieces because of lacking available rules for the process design and control. Some basic rules for the process design and control, simply named the shortest flowing length, pressure filling and the minimum uplifting mold pressure, are advanced in the paper based on amount of researches and experiments. The equations to determine the major process parameters are given out such as the filling pressure, forming pressure and locking mold pressure for the process design and control. The rules and equations are experimentally proved available and applicable by several actual work pieces produced by the semisolid forging process.     

BY粘结剂对型砂性能的影响

本文研究了新型BY粘结剂在型砂中的应用。分析了BY粘结剂对型砂性能的影响,并通过正交试验和单因素试验,找出了膨润土、BY粘结剂、水分和煤粉四种原材料在型砂中的最佳配比;探讨了BY粘结剂的经济效益。对BY粘结剂广泛用于铸造生产做了大量工作。     

锆砂/PEPSET树脂自硬砂工艺性能研究

目的　研究锆砂 /PEPSET树脂自硬砂工艺性能 ,用于解决复杂铝铸件由于型砂质量所带来的铸造问题 .方法　对锆砂 /PEPSET树脂自硬砂的常温性能和高温性能进行了实验研究及结果分析 .结果　指出该种新型自硬砂在硬化速度、流动性、发气性、溃散性和激热膨胀等方面性能良好 .结论　利于复杂铝铸件的造型制芯 ,有望成为树脂自硬砂工艺的一个重要发展方向 .     

Simulation of the continuous casting process in a mold of free-cutting steel 38MnVS based on a MiLE method

A new method called mixed Lagrangian and Eulerian(MiLE)method was used to simulate the continuous casting process in a mold of free-cutting steel 38MnVS.The simulation results are basically in agreement with experimental data in the literature,achieving the three-dimensional visualization of temperature distribution,melt flow,shell thickness,and stress distribution of blooms in a mold.It is shown that the flow velocity of steel melt becomes smaller gradually as the casting proceeds.When the flow reaches a certain depth,two types of flow patterns can be observed in the upper zone of the mold.The first flow pattern is to flow downwards,and the second one is to flow upwards to the meniscus.The comer temperature is higher,and the thickness is thinner than those in the mid-face.The effective stress in the comer area is much bigger than that in the mid-face,indicating that the comer area is the dangerous zone of cracking.