连续铸造板坯结晶器中流动与液位波动模拟研究

采用SIMPLER迭代方法进行数值计算,针对连续铸造过程中的结晶器内部紊流流场和结晶器弯月面表面的液位波动情况,进行了三维数值模拟和水模拟试验验证,并使用表面动能法定量表征液面波动情况.通过对不同拉速、水口浸没深度和水口出流角度下的紊流流场及液位波动情况的模拟计算,分析各工艺参数对于连续铸造结晶器内部流场分部和表面波动幅度的影响,为合理地设计水口结构和选取合适的浇铸工艺参数提供了可靠的理论依据.     

在冻融或腐蚀环境下混凝土使用寿命预测方法Ⅰ——损伤演化方程与损伤失效模式

借助损伤力学的原理,通过系统实验研究了混凝土在冻融或腐蚀条件下损伤失效过程的规律与特点.结果表明:混凝土的损伤失效过程可以分为单段损伤模式和双段损伤模式,其损伤曲线主要有直线型、抛物线型和直线-抛物线复合型等3种形式.在此基础上,建立了具有普适意义的混凝土损伤演化方程,提出了损伤速度和损伤加速度的新概念.借助SPSS10.0软件的"聚类与判别分析"模块,得到混凝土损伤失效模式的线性判别函数.通过实验对单一冻融因素作用下混凝土损伤失效模式进行了验证,取得满意的效果.     

基于神经网络和涡流检测的自然裂纹形状重构

基于涡流检测的裂纹形状重构在压力容器和热交换管道等关键设备结构的无损评价中越来越重要。从裂纹产生机理出发,对裂纹进行了分类并分析了自然裂纹与人工裂纹的区别。采用神经网络方法对自然裂纹形状进行了重构。重构结果表明该方法具有快速、精确的优点。同时讨论了该方法的不足并提出了解决思路。     

Carreau两段黏度模型应用于苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物/高岭土改性沥青的研究

采用流变学方法研究了苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)/高岭土改性沥青的流变性能,并用Carreau两段黏度模型对流变性能进行了模拟.结果表明,在实验温度范围内,基质沥青为简单牛顿流体,SBS改性沥青为非牛顿流体;SBS改性沥青存在着2个剪切变稀区域,且星形SBS改性沥青较线型SBS改性沥青的2个剪切变稀区域更为明显,随着SBS用量的增加,剪切变稀越明显.在低频区,Carreau两段黏度模型模拟曲线与实验曲线重合;随着SBS含量的增加或加入高岭土,第一时间参数值增大,高岭土与SBS的预先共混促使SBS在改性沥青中的表观份数有所增加.     

大型钢锭凝固过程三维数值模拟

开发了大型钢锭凝固过程三维模拟程序。利用本程序对53 t钢锭的凝固过程进行了模拟,预测的钢锭和锭模中典型测试点的冷却曲线、钢锭完全凝固时间及冒口一次缩孔形状等与商用有限元软件ProCAST的计算结果吻合良好。     

渗氮钛基PbO_2耐酸阳极的电化学性能

采用热分解法制备以离子镀TiN0.26为基体、非贵金属SnO2+Sb2Ox为中间层和PbO2为活性层的耐酸阳极。采用XRD对其基体与表面层物相进行表征,同时用循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)和加速寿命试验等方法对该电极在强酸中的电极性能进行测定。结果表明:TiN0.26/SnO2-Sb2Ox/PbO2阳极的伏安电荷(91.3mC·cm-2)明显高于Ti/SnO2-Sb2Ox/PbO2(66.6mC·cm-2),说明前者的表面层活性点较多,析氧电催化性能较好;交流阻抗测试表明前者的Rf(1.62Ω·cm2)低于后者的Rf(2.69Ω·cm2),前者的导电性较好;且前者在强酸溶液中的预期使用寿命可达43h。因此TiN0.26/SnO2-Sb2Ox/PbO2电极可以作为较理想的耐酸阳极材料。     

自由曲面五坐标端铣加工干涉避免的研究

基于平底端铣刀有效切削轮廓曲率与刀触点曲面法曲率匹配,初定刀具姿态,再通过刀具圆柱面与曲面求交,推导了交线上各点坐标的计算公式.利用交线上干涉点数据,计算并调整刀具姿态,避免切削刃后缘和侧缘过切被加工表面,消除瓶颈干涉.与用刀触点曲率半径计算并消除瓶颈干涉的方法相比,该方法更合理、更实用.     

耐火材料窑炉设计中的优化选材

根据耐火材料工业几种主要窑炉的使用条件 ,结合耐火材料的性能特征 ,概括总结了耐火材料工业几种主要窑炉优化选材的原则 ,并举例进行了说明。     

侧向凝固通道偏析的数值模拟

建立了二元系凝固过程通道偏析形成的数学模型,给出了描述焓与温度及固相分数耦合关系的表达式.在实验验证的基础上,对亚共晶与过共晶成分的NH4Cl-H2O侧向凝固通道偏析的形成位置与生长方向进行了数值模拟研究.模拟计算结果表明,偏析通道起源于糊状区,偏析通道中的富集溶质从糊状区流向液相区.为了维持偏析通道中的液体流动,枝晶间液体可通过糊状区从液相区得到补充.糊状区中富集溶质的流动方向取决于析出溶质的密度.NH4Cl-70%H2O侧向凝固时,析出的溶质密度较小,偏析通道倾斜向上生长,在糊状区上部形成A偏析.NH4Cl-90%H2O侧向凝固时,析出的溶质密度较大,在糊状区下部偏析通道倾斜向下生长.     

糊状区变形及浓度再分布的模拟实验

用丁二腈－丙酮合金实验研究试样变形开始时间、初始厚度及变形量对枝晶变形及溶质再分布的影响。结果表明，枝晶变形满足幂次大于1的能量函数关系；枝晶变形能力主要与变形时糊状区固相分数有关；从糊状区挤出的液相相对浓度与固相分数、变形比率成线性关系。实验结果对建立糊状区变形与宏观偏析数学模型及优化连铸液芯压下工艺有意义。