基于VC++的金属凝固过程微观组织演变的可视化研究

以Al-4%Cu合金为例，利用热焓法处理结晶潜热，再根据相变热传导的等效热容法有限元理论，求解了该合金凝固过程的温度场分布；结合连续形核模型和枝晶尖端生长的动力学模型，进行了温度场与晶粒组织形成过程的耦合模拟；通过调用VC＋＋的图形设备接口函数库和设备环境功能，实现了晶粒形成过程的计算机可视化。     

百米磁场下降法测量埋地管道外涂层绝缘电阻技术

介绍了百米磁场下降法测量埋地管道外涂层绝缘电阻的技术，对施测手段、操作要点、计算方法及检测中应注意的问题进行了论述。     

强磁场对Bi-Mn合金半固态凝固过程中MnBi析出相组织的影响

在Bi-6%Mn合金从高于355℃(升温过程中MnBi化合物磁性转变温度)的固液两相区凝固过程中,研究了MnBi析出相组织在无磁场和强磁场条件下的演化过程.结果表明:在无磁场条件下MnBi析出相形态在340℃(MnBi相顺磁-铁磁转变温度)附近发生突变,由较规则的六方块状变为沿ab面长大的不规则片状;10 T磁场条件下析出相形态突变的温度提高到355℃左右.另外,10 T磁场能够控制析出相晶粒以c轴平行磁场取向、定向聚合和熔合长大,使析出相的最终形态又趋向较规则的六方块状.     

莱钢异型坯单点非平衡浇铸的数值模拟

采用FLUENT软件对莱钢超薄大断面异型坯直通型水口单点非平衡浇铸的流动、传热和凝固进行了耦合数值模拟,讨论了水口浸入深度、拉速和过热度等工艺参数对流场、温度场和凝固坯壳的影响。结果表明,水口浸入深度的影响较小,而拉速和过热度对浇铸侧窄面注流冲击、温度变化和凝固坯壳生长的影响较大。耦合数值模拟为实际生产工艺参数的制定提供了依据。     

Finite Element Simulation for Laser Direct Depositing Processes of Metallic Vertical Thin Parts（1）

建立了模拟直薄壁件逐点沉积过程中温度场的有限元模型，用等价导热系数和焓值法处理了固一液耦合热传导问题和固液混合区的焓．模拟结果真实地反映了沉积316L不锈钢直薄壁件的温度场特征．通过对模拟结果的分析得出，在高温阶段（700℃以上）熔池的平均冷却速率达到10^3℃／s数量级，在240℃以下的冷却速率仅为10℃／s数量级．基板的温度变化经历温度上升、温度平稳、温度下降3个阶段；在温度下降阶段，基板中的热传导对熔池冷却速率影响很小．有限元模拟结果与已有文献的实验测量数据吻合很好．     

电塑性摩擦焊接过程的动态再结晶数值模拟

摩擦焊过程中界面的塑性变形是摩擦焊的核心，中以宇航工程常用的构件材料LY12合金为研究对象，建立了电场条件下棒状试件摩擦焊的热力耦合塑性成形有限元分析模型，获得了焊接过程中焊接界面处材料的温度场、应变场、应力场、电场强度等物理参量场，并应用Yada模型建立了LY12合金摩擦焊接过程显微组织的演化模型，计算了摩擦焊接过程动态再结晶区的分布及再结晶区晶粒的尺寸，并分析研究了上述场变量对电场条件下连续驱动摩擦焊成形工艺及成形件质量的影响。     

TC4钛合金与LD10铝合金感应摩擦焊接头的组织与性能

利用感应电磁场对焊接过程热与物质流动作用,改善异种金属摩擦焊接头的组织与性能。采用光学金相、扫描电镜及室温拉伸实验与对比分析的方法,研究了外加电磁场对弱磁性材料TC4钛合金与LD10铝合金摩擦焊接头焊合区的显微组织、主要合金元素扩散行为及室温力学性能的影响。结果表明:外加电磁场作用使TC4钛合金与LD10铝合金摩擦焊接头铝合金侧动态再结晶区宽度增大;同时,感应电磁场通过影响摩擦副合金材料内部电子密度状态等,促进了摩擦焊接过程中主要合金元素Al和Ti在焊合区的扩散过程,并且提高了TC4钛合金与LD10铝合金摩擦焊接头的拉伸强度。其中,外加电磁场在顶锻保压阶段的影响更为明显。     

COUPLED SIMULATION OF 3D ELECTRO-MAGNETO-FLOW FIELD IN HALL-HEROULT CELLS USING FINITE ELEMENT METHOD

Two full 3D steady mathematical models are developed by finite element method （FEM） to calcalate coupled physics fields. the electro-magnetic model is built and solved first and so is the fluid motion model with the acquired electromagnetic force as source body forces in Navier-Stokes equations. Effects caused by the ferromagnetic shell, busbar system around, and open boundary problem as well as inside induced current were considered in terms of the magnetic field. Furthermore, a new modeling method is found to set up solid models and then mesh them entirely with so-called structuralized grids, namely hex-mesh. Examples of 75kA prebaked cell with two kinds of busbar arrangements are presented. Results agree with those disclosed in the literature and confirm that the coupled simulation is valid. It is also concluded that the usage of these models facilitates the consistent analysis of the electric field to magnetic field and then flow motion to the greater extent, local distributions of current density and magnetic flux density are very much dependent on the cell structure, the steel shell is a shield to reduce the magnetic field and flow pattern is two dimensional in the main body of the metal pad.     

磨削过程中低温磨削液及供液装置的开发及研究

本文针对磨削过程中的过高的磨削温度问题，研制开发了一种新型的低温供液装置，解决了工程中的实际问题。本文还采用有限元方法对采用低温供液装置的进行冷却润滑的磨削温度场进行了分析，通过仿真分析及实验验证了这种低温供液装置可以大大降低磨削区的温度，有效减少磨削烧伤，效果良好。     

强磁场对锰锌铁氧体前驱体纳米颗粒形貌的影响

在共沉淀制备非铁磁性锰锌铁氧体前驱体纳米颗粒的过程中,分别施加零磁场、弱磁场(0.1～0.7 T)和强磁场(10 T),探讨磁场对非铁磁性锰锌铁氧体前驱体纳米颗粒形貌的影响规律.结果表明,当磁感应强度超过某一临界值时,非铁磁性纳米颗粒由球形颗粒向链状颗粒,然后向棒状或者纤维状颗粒转变.在10 T的强磁场下,纳米颗粒长成长径比很大的纤维状,能谱分析结果表明,纤维状颗粒主要为复合铁氧体,而非单一的沉淀产物.随着反应温度增加、溶液滴加时间延长将使纤维直径降低.