不同工艺条件下小方坯连铸结晶器内的热力学行为

角部表面纵裂和偏离角裂纹是小方坯连铸中的常见缺陷。通过建立小方坯连铸结晶器内铸坯与铜管热-力耦合有限元模型,研究了不同拉速条件下小方坯在结晶器内的热-力学行为。计算分析了拉速、钢水过热度和结晶器锥度等工艺因素对结晶器内坯壳温度分布和塑性应变的影响。结果表明,铸坯角部纵裂和偏离角裂纹容易在结晶器下部发生;提高拉速、降低钢水过热度、采用多锥度结晶器均有利于降低亚包晶钢坯壳凝固前沿偏离角区域的拉应变及其裂纹倾向。一定条件下,高拉速有利于改善结晶器区域坯壳厚度和温度的均匀性、降低亚包晶钢小方坯连铸结晶器内常见裂纹的发生倾向。     

蚁穴空间的联想——高密度住房的建设思考

国家的发展,科技的进步,土地政策出台,各大城市的城市化进程越来越快,土地资源日趋紧张,土地资源的开发速度远远赶不上城市人口住房的需求,两者之间的矛盾日益增强。所以城市土地的合理规划、开发、利用的合理性显得非常重要。蚂蚁的洞穴生动、形象的给我们带来了启发,成千上万的蚂蚁能在洞穴附近有条不紊的从事觅食、储存食物、交配等活动,蚂蚁在建筑洞穴的功能分布、交通流线、安全防伪等方面是人类的老师,我们深入蚂蚁的仿生学研究,总结出能够改善人们居住环境的措施,从而化解居住数量等方面的矛盾。     

Fe-22Mn-0.7CTWIP钢的热塑性与断裂机制

基于Gleeble-1500热力模拟试验机测定了Fe-22Mn-0.7C TWIP钢和Q235钢700~1300℃范围内的静态拉伸行为.采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、电子探针微区分析等技术表征两钢种不同温度下的变形特征和断口形貌.通过分析基体化学成分、相体积分数、晶粒尺寸、凝固缺陷等因素探讨TWIP钢铸态热塑性的变化规律及其影响机制.研究结果表明,Fe-22Mn-0.7C TWIP钢700~1250℃范围内的铸态抗拉强度高于Q235,而其断面收缩率低于40%,且断口均以沿枝晶间断裂方式为主.晶粒细化和控制溶质显微偏析有利于提高TWIP钢热塑性,与基体均质性改善有关.此外,增加应变速率TWIP钢拉伸强度和断面收缩率同时增大.     

送装工艺对板坯再加热过程奥氏体晶粒细化的影响

连铸坯下线至加热炉的温度制度及其表层组织演变与热送或粗轧裂纹密切相关.基于热模拟实验分析了送装工艺对奥氏体转变特征和再加热晶粒尺寸的影响.高温共聚焦激光扫描显微镜原位观察表明,含Nb J55钢在双相区700℃热装时,组织为晶界膜状先共析铁素体、魏氏体和大量残留奥氏体,再加热至1200℃,奥氏体晶粒大小、位置都不变;单相区600℃温装时,组织为大量铁素体+珠光体,再加热至1200℃时,奥氏体晶粒明显细化.马弗炉模拟SS400钢双相区不同热装温度发现,铁素体转变量至少达70%时才可细化再加热后的奥氏体晶粒.在临界转变量以上,基体中铁素体转变量越多晶粒细化程度越明显.     

非对称中间包稳态浇铸与换包操作的冶金效果

??To rationally assess and optimize the metallurgical effect of an industrially used three- strand asymmetric tundish?? the mixing characteristics of molten steel with different tundish configurations were investigated by residence time distribution??RTD??curves based on the analysis of fluid flow and temperature distribution at four flow control schemes?? and the behavior of the tundish level was tracked by employing volume- of- fluid??VOF??model. The fluid dynamics behavior of the tundish was studied in term of both steady and unsteady service situations with and without fluid flow control devices?? which made it possible to assess comprehensively the metallurgical effect of the given tundish. The results show that the flow control effect of bare tundish is weak. It is observed that there are distinct short- circuit flow and large proportion of dead zone?? together with the non- uniform temperature distribution and the flow state discrepancy among the three strands?? which will accordingly lead to the quality difference of the bloom castings. The improvements on the fluid flow characteristics and the temperature distribution have been observed in tundish with the combined application of baffles and turbulence inhibitor. The proportion of dead zone is decreased by 13. 28%?? the temperature difference is only 0. 5K among three outlets?? along with an improved fluid flow consistency. Additionally?? studies also show that this arrangement may have large steel level velocity and level fluctuation during ladle change period. That is likely to bring about exposure?? reoxidation and even slag entrainment of molten steel. Attentions should be paid to the control of the ladle change interval?? inlet flowrate and the moment height of liquid level.     

特殊钢大方坯动态轻压下压下量模型研究

根据拉坯方向上质量守恒推导出更加简单且易于数值模拟计算的特殊钢大方坯连铸压下量计算模型R_i=2/37*3~(1/2)(f_(SC,i)-f_(SC,i-1))Th/η,或者R_i=-2△T_(C,i)Th/37*3~(1/2)T_1-T_sη_i.式中,R_i为单个压下辊压下量,(f_(SC,i)-f_(SC,i-1))为中心固相率增量,Th为铸坯厚度,η_i为压下效率,△T_(C,i)为铸坯中心温度增量,T_s和T_1分别为固液相温度。建立了耦合压下量模型的大方坯凝固传热模型,并分析了钢种、断面尺寸、拉速、过热度和比水量对合理压下量的影响。结果表明,在拉坯方向上,由于凝固加速和压下效率减小,铸坯的压下量逐步增大;钢种、铸坯宽度、拉速、过热度和比水量对总压下量影响有限,但铸坯厚度对总压下量影响很大。大方坯厚度每增加30 mm,轻压下量增加1mm。     

基于有限元模拟的越障导线飞车安全性分析

越障导线飞车的安全性体现在结构强度与带电作业人员体表场强防护两方面。运用有限元分析方法,选取越障导线飞车作为研究对象,考虑其在承载最大载荷的作业工况下,利用SolidWorks构建仿真模型,然后采用ANSYS Workbench、COMSOL Multiphysics分别对越障导线飞车架体从应力与带电作业人员体表场强分布进行仿真分析。分析结果表明,所构建的飞车模型在负载最大允许工作载荷(300 kg)时,其应力分布满足载荷要求;同时,在典型带电作业工况下,飞车内作业人员体表场强远低于带电作业规定的防护标准。     

民宿无人值守智能管理系统设计与实现

在民宿的运营成本中,人力成本与能源成本所占份额较大。为了在降低成本和减少能源损耗的同时增加收益,设计了一款民宿无人值守智能管理系统。基于数据挖掘技术,利用爬虫程序获取了大量民宿运营数据,为辅助民宿商户决策提供参考;使用无线RFID（radio frequency identification,射频识别）技术,通过读写器读取对应标签的RSSI（received signal strength indicator,接受信号强度指示器）值来检测人体位置的变化情况,使得入住管理和退房管理更加高效;通过STM32控制模块控制照明灯、窗帘和空调等的驱动电路以实现自动控光、自动控温等功能,或通过智能触控面板手动控制智能家居设备。结果表明：结合SVM（support vector machine,支持向量机）算法,RFID检测系统可准确检测到房间内人员的变化情况,其准确率达到99.25%,具有较高的实用价值。研究显示,该智能管理系统可实现民宿的无人值守管理,既降低了人力成本又减少了能源损耗,为响应国家智能用电服务的乡村振兴战略奠定了基础。     

考虑颗粒破碎的砂土UH模型及其参数反演

颗粒破碎对粒状土临界状态的影响十分显著,研究认为在e-lnp空间内,粒状土的临界状态线会随着破碎的进行向下漂移,而捕捉颗粒破碎量与临界状态线漂移量之间的一一映射关系是一项巨大的挑战。通过引入颗粒破碎参数eB对砂土UH模型进行了修正,并将其嵌入实数编码免疫遗传算法（RIGA）中,构建了RIGA-MUH模型,提出了可获取不同破碎程度下临界状态线的新方法。为得到更加准确的临界状态参数,模型通过调整粒状土临界状态下在误差函数中的权重比进行优化改进,并通过Toyoura砂和Cambria砂的常规排水三轴压缩试验结果,验证模型的稳定性、合理性和准确性。结果表明,该模型可以得到某一颗粒破碎量下精度较高的临界状态线,为提出考虑颗粒破碎的本构方程提供一种新方法。     

基于PINNs算法的地下水渗流模型求解及参数反演

地下水渗流模型的渗流流速计算（正向求解）和渗流参数反演（反向求解）工程意义重要,但目前能同时解决两类问题的算法较少。针对该问题,引入了物理信息神经网络（PINNs）算法,并加入硬约束进行改进,在正向求解方面,分别建立了渗流方程与达西定律耦合的水头、流速同时求解方法（PINNs-H-I）,以及先计算水头再通过自动微分求解流速的计算方法（PINNs-H-II）。对于反向求解,分别采用单（多）物理场神经网络模型的PINNs算法反演均质（非均质）渗流参数。通过算例分析表明,相比软约束PINNs算法,通过施加硬约束可同时改善正向求解和反向求解的性能,另外在正向渗流速度计算中PINNs-H-II方法具有更高的计算精度,同时单（多）物理场神经网络模型PINNs算法反演的均质（非均质）渗流参数与实际值符合较好。