90t转炉托圈承载能力有限元分析

以内腹板局部区域蚀损严重的90t转炉托圈为主要研究对象,采用大型CAE仿真分析软件ANSYS对转炉工作过程中的温度场、热-固耦合应力场进行有限元仿真计算,分析蚀损托圈能否继续使用。结果表明,温度场计算结果与现场实测值基本吻合;与蚀损前相比,托圈蚀损区域某质点应力增加近一倍,蚀损区域最大应力达111.1MPa,对托圈的结构强度产生了一定的影响,需要及时进行加固维护以提高托圈的承载能力。     

中间包钢液流动行为的数值模拟及控流装置优化

针对某钢厂四流大方坯连铸过程中铸坯夹杂物含量较高、各流流动状态不一致等问题,本文提出了关于中间包内控流装置(坝高和导流孔结构)的改进方案,采用数值模拟方法对比研究了不同方案下中间包钢液的流场及停留时间分布(RTD)等特征。结果表明,与原型中间包相比,适当增加坝高及下层导流孔的上倾角度,有利于改善中间包钢液的流动特性,各流之间的均匀性明显提高,钢液在中间包内的停留时间有所延长,死区体积分数下降,有效减弱了中间包短路流,中间包冶金功能得到改善;控流装置最佳参数为:坝高300 mm,上层和下层导流孔角度分别为20°和45°,此时对应的钢液在中间包内的平均停留时间为210 s,死区体积分数仅为13.2%。     

材料成形及控制工程专业人才培养模式的探讨

本文从培养目标的定位,知识结构及课程体系的建设,专业教材的建设,实践性教学环节的强化,毕业设计与工程师培训的接轨等方面探讨了21世纪材料成形及控制工程专业人才的培养。     

干熄焦炉内三维流动及传热的数值模拟

以Fluent软件为平台,通过流体在多孔介质中的流动模型来处理冷却气体在干熄焦炉内的三维流动,借助于UDS和UDF进行二次开发,建立干熄焦炉内冷却气体及焦炭的流动传热模型,并分析了循环风量对气固换热的影响。结果表明,冷却室气体在通过斜道进入环形气道时有偏流现象,即靠近总出口附近的斜道有更多的气体流出,且气流速度最快;气体的压力损失主要发生在冷却室;冷却室内周边的换热效果比中心换热效果要好。模拟计算发现,循环风量为200 000m3/h时,换热后的冷却气体温度为1101K,焦炭温度为439K,这不仅满足了焦炭的冷却要求,而且还能提供用于供暖或发电的高品位热量的循环气体。     

基于PFC~(2D)的镁碳质耐火材料断裂行为模拟研究

将镁碳质耐火材料视为骨料和细粉基质组成的两相复合材料,采用基于离散元的颗粒流模拟软件PFC2D,将材料离散成刚性颗粒组成的模型,把颗粒细观参数的变化与宏观力学特性联系起来,构建镁碳质耐火材料在1000℃下的试验模型,模拟试样三点弯曲的载荷-位移曲线,对材料裂纹的扩展进行分析,并通过改变摩擦系数、平行粘结刚度比、孔隙率以及平行粘结弹性模量,对比分析细观参数对载荷力峰值大小的影响情况。结果表明,采用PFC2D可准确模拟镁碳质耐火材料在三点弯曲时的断裂行为;材料的摩擦系数和平行粘结弹性模量与试样所受最大载荷力呈正比关系,而孔隙率和平行粘结刚度比与试样所受最大载荷力呈反比关系。     

半固态镁合金压铸充型过程的数值模拟研究

在考虑半固态AZ91D镁合金充型过程的压力和速度变化特征的基础上,建立了模拟计算所需要的表观黏度数学模型.采用ProCAST软件,对半固态镁合金压铸充型过程进行模拟,预测卷气、夹杂物产生的可能性,以便优化其工艺参数和工艺方案.结果表明,与全液态镁合金充型过程相比,半固态金属充型平稳,模具寿命长,铸件质量好;改变内浇道和溢流槽的设置位置和数量,还可有效地减少铸件本身内部杂质,提高铸件质量.     

型材热连轧过程有限元数值模拟

运用有限元软件MSC.MARC及其接触分析技术,准确地模拟出型钢轧区两机架热连轧过程.针对箱-椭孔型热连轧过程,实现了全三维热力耦合弹塑性有限元模拟仿真,获得了型钢热连轧过程中应力场、应变场、温度场的变化特点.结果表明,建立的型钢连轧过程有限元仿真模型合理,能为生产实践提供理论参考.     

车轮液淬过程的三维热场模拟

采用 ANSYS 软件,对圆柱形试样的淬火过程进行有限元模拟,并将模拟结果与实际测得的冷却曲线进行对比.对比分析显示二者吻合,证明利用ANSYS进行淬火过程温度场模拟是可信的.对45号钢车轮件的水冷淬火、水油双液淬火过程的三维温度场进行模拟.模拟分析发现,45号钢车轮淬件尺寸较大,自身冷却速率较慢.采用水油双液淬火,由水淬转为油淬时,马氏体的转变受到较大影响, 有可能导致淬不足的现象.     

铜合金表面电火花堆焊试验研究

铜合金在工业上的应用非常广泛,在服役过程中不可避免地经受磨损、腐蚀的作用而发生失效.对这些失效的部件进行性能恢复,尤其是原位的恢复,相对更换新件来说,效益是非常可观的.采用电火花堆焊设备,以铜合金为基材,以相同成分的铜合金圆棒为电极材料进行堆焊,可获得冶金结合的界面.采用扫描电镜对堆焊层的成分和组织进行观察分析,并根据材料的热力学性质,分析了堆焊过程中的缺陷形成机制.     

还原氧化石墨烯增强铜基复合材料的制备及性能研究

借助分子级混合法和均质机剥离共同作用,采用放电等离子体烧结技术(SPS)制备出还原氧化石墨烯/铜基复合材料。利用SEM、XRD、Roman、XPS和压缩测试对其微观组织结构及综合性能进行了研究。结果表明,适量的氧化石墨烯能够均匀分散在铜基中并显著提高复合材料的综合性能。复合材料的压缩屈服强度最高达到481 MPa,比纯铜相应值提升了约2.2倍,维氏硬度较纯铜相应值也提升了约0.7倍。