高锰无磁钢异步热轧过程数值模拟研究

基于有限元软件MSC.Marc,建立了高锰无磁钢在不同变形参数条件下的二维热-力耦合有限元模型,分析了初轧温度、压下量和异速比对变形区金属流动、等效应力和等效应变的影响规律。研究结果表明:同步轧制时,上、下表面节点速度相等,等效应力、等效应变状态呈对称分布。随着异速比的增加,上、下表面节点和中间层节点速度都表现出逐渐增大的趋势,但增大幅度不一样。变形区心部节点等效应变随着初轧温度、压下量和异速比的增大都表现出增大的趋势,但影响程度不一样。压下量对等效应变的影响最大,异速比次之,初轧温度对其影响最小。变形区心部节点等效应力随着初轧温度的增加,峰值应力逐渐减小;随着异速比和压下量增大,峰值应力逐渐增大。     

棒材热轧过程的三维温度场有限元分析

基于有限元分析软件MARC,采用更新的Lagrange法描述的热力耦合大变形弹塑性有限元模型和四面体等参单元技术,考虑接触界面传热,对棒材热轧成形工序进行了三维温度场模拟。模拟结果表明：在轧件开始咬入与轧辊接触后,轧件表面的温度与应力急剧上升;由于接触摩擦与塑性变形功转化为热量,轧件在开始轧制时表面温度升高,进入粘着区后,由于摩擦消失,轧件表面温度略有下降,进入后滑区后,先略有回升接着平缓下降;由表及里,轧件的温度逐步降低。     

无模拉伸温度场的有限元分析

采用有限元法对具有深透加热时的无模拉伸温度场进行解析,推导出其热传导微分方程式;首次分析了温度场中的热流输出边界条件,并考虑了加热线圈与冷却喷嘴间距的影响。理论解析结果很好地反映了拉伸件内部温度分布,为无模拉伸变形的进一步研究提供了可靠的理论依据。     

高锰无磁钢ZG25Mn18Cr4的加工硬化机理

在应力作用下快速加工硬化是高锰无磁钢ZG25Mn18Cr4的一个重要特征．通过X衍射和电子显微分析证明,变形前和变形后的基体组织都是奥氏体基体加上碳化物,变形前后的基体中均存在条纹状组织,且变形后基体中的条纹数量明显高于变形前基体中的条纹数量．电子衍射分析表明这些出现在粗大奥氏体晶粒内部的条纹组织是高密度层错．由塑性变形产生的大量层错分割了奥氏体基体,缩短了位错运动的自由程,导致了ZG25Mn18Cr4的迅速加工硬化．     

热轧高强度无缝钢管淬火工艺温度场有限元模拟

本文考虑了热轧高强度无缝钢管的几何对称性,分析了无缝钢管材料的化学成分,测量了材料的热传导率、比热及对流换热系数,采用有限元法对无缝钢管的淬火过程的温度场进行了数值模拟,得出了淬火过程中管体内的温度分布及变化情况,模拟计算结果与实际测量以及工厂的生产实际较为接近,对工厂的热处理工艺制定和预测产品质量具有重要的指导意义,同时,也为进一步研究无缝钢管淬火后的残余应力分布情况提供了有力的依据.     

高锰无磁钢ZG25Mn18Cr4中的层错组织

通过光学金相、X射线衍射及透射电镜观察,发现ZG25Mn18Cr4钢形变强化后的组织由奥氏体基体和叠加层错组成.形变量对这些层错的数量及形态有很大影响,其中一些层错形变后会由于相互叠加而使表现层错的条纹特征不明显,其形貌很类似于ε马氏体组织.讨论了这种常被误认为ε马氏体的层错组织的形貌特征及形成机理.     

50Mn18Cr4V高锰无磁钢板的组织与性能

实验观察了50Mn18Cr4V高锰无磁钢板材热轧和热处理后的微观组织,并测试了其力学性能和磁导率。结果表明:轧制板材厚度≤4.5mm时,由于终轧温度较低,钢中VC第二相的应变诱导析出对50Mn18Cr4V钢发生动态再结晶的抑制作用更加明显,导致热轧板组织全部为变形的奥氏体,需要通过后续热处理改善综合性能。固溶处理过程以较小的速度冷却,有助于减少钢中马氏体的生成量。经过650℃时效处理5h后,实验钢的屈服强度为604 MPa,抗拉强度为1 020 MPa,断后伸长率为40%,相对磁导率为1.002,具有良好的力学性能与较低的磁导率。     

铝板热轧工作辊温度场分析

为使计算结果接近实际轧制中工作辊的热行为,根据工作辊旋转一周依次经历不同的换热条件,将工作辊圆周方向的坐标转换为时间坐标,施加相应的边界条件.通过对工作辊温度场的分析,得出距工作辊表面10~19 mm的区域,温度缓慢增加,大于19 mm的区域温度几乎不变;深度在2~10 mm之间的区域,温度接近轴对称分布;只有1%左右的区域即距表面小于2 mm的区域,温度变化剧烈,并且很快达到动态稳定.轧制速度对距工作辊表面深度大于2 mm区域的温度影响很小;在轧制节奏小于0.5时,继续减小轧制节奏对工作辊温度的影响较小.     

异步电动机的温度场仿真分析

根据异步电动机的结构特点,给出了电动机热性能参数的计算方法.应用ANSYS分析软件,建立该三相异步电动机的二维和三维有限元模型,对其进行温度场分析,得出了电动机在不同负载情况下的定、转子整体温度分布图,并对其进行分析,提出相应的改善措施.从中提取特殊点与实验数据进行比较,验证了该分析方法的合理性.     

冻土路基温度场有限元分析

在冻土工程领域,国内外已经展开了广泛的基础性研究,取得了丰硕的成果。对冻土路基温度场问题,目前已有理论依据和计算方法,但是,只考虑了第一类边界条件,本文利用有限元软件同时考虑了辐射、蒸发、换热等各种边界条件对冻土路基非稳态温度场进行了计算分析。根据计算结果分析,从而有力地验证了采用有限元计算方法来分析冻土路基温度场的可靠性。     

轮胎温度场的有限元分析

综合考虑轮胎胶料滞后热源和摩擦热源的作用,对轮胎非稳态温度场进行计算机仿真,分析轮胎从启动到稳态行驶阶段的温度场的变化。探索引起温度场变化的主要原因,对于指导轮胎的结构的优化设计有一定的指导意义。     

无保温层与设置保温层渠道温度场有限元数值模拟分析

通过结合相关规范,利用通用有限元软件ADINA对季节性冻土区不设置保温层与铺设保温苯板下的渠道温度场进行了数值模拟对比分析。结果表面:铺设保温苯板后的渠道,不仅苯板下温度已为正温,而且冻胀量相对与未设置苯板的渠道明显减小,充分说明保温法对于渠道抗冻胀是一种有效的措施。     

冻土路基温度场有限元分析

在冻土工程领域,国内外已经展开了广泛的基础性研究,取得了丰硕的成果。对冻土路基温度场问题,目前已有理论依据和计算方法,但是,只考虑了第一类边界条件,本文利用有限元软件同时考虑了辐射、蒸发、换热等各种边界条件对冻土路基非稳态温度场进行了计算分析。根据计算结果分析,从而有力地验证了采用有限元计算方法来分析冻土路基温度场的可靠性。     

无轴承外转子异步电动机的设计及有限元分析

为了提高飞轮储能系统运行的精度和可靠性,减小转矩脉动及悬浮脉动对系统运行的影响,对无轴承外转子异步电动机径向悬浮力及转矩与电动机结构参数的关系进行了分析,提出了减小转矩脉及悬浮脉动的一般方法.介绍了无轴承异步电动机工作原理,基于此推导了电动机数学模型.结合传统异步电动机设计方法,设计了一台功率为0.5 k W,转矩绕组极对数Pt=2,径向悬浮力绕组极对数Ps=1的无轴承外转子异步电动机.基于有限元软件计算了无轴承外转子异步电动机的磁场分布,确定径向悬浮力、转矩和悬浮绕组电流之间的关系,并得到电动机气隙长度和磁场饱和对径向悬浮力的影响规律,而且考虑了不同槽配比和定子极弧系数对悬浮力及转矩的影响.结果表明,当电动机转矩绕组电流和悬浮绕组电流分别为额定电流2.5 A和2.0 A时,转矩为1 N·m,转子径向悬浮力为105 N,能够实现转子的稳定悬浮.     

强化无镍无磁钢的研究

一、研究目的 在许多电机和电器中,都采用具有很高机械性能,而实际上又是非磁性的材料,其中如大功率发电机转子护环在保证导磁率μ≤1.1的条件下,要求有好的范性和高的强度极限及屈服极限(见表1)。在国外使用的已经成热的钢号主要是含镍(高镍的达到22～25％及中镍的达到6～14％)为基的奥氏体无磁钢,也发展了不含镍的以高锰(锰含量达18～20％)为     

一般壳体温度场的有限元分析

构造了一种适用于壳体温度场分析的壳体温度单元。此种单元可以假设温度沿壳体厚度方向为线性变化或二次函数变化。通过引入壳体内外表面的边界条件，最终只保留壳体中面节点温度为未知自由度；用罚函数法实现了壳体温度单元与实体温度单元的联接。由此建立的有限元表达格式在数据准备和计算机运算时间上都比现行算法节省很多。     

制动鼓瞬态温度场有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS8．1建立了制动鼓的三维有限元模型,对紧急制动工况下制动鼓的瞬态温度场进行分析计算,揭示出紧急制动工况下制动鼓内部温度场分布规律,以及制动过程中制动鼓内部温度随时间变化规律,可为进一步研究制动效能恒定以及客车制动器设计提供参考。     

负重轮橡胶轮缘温度场有限元分析

建立了负重轮橡胶轮缘温度场有限元模型,给出了模型的节点生热率和表面传热系数的计算方法。用ＡＮＳＹＳ有限元分析软件计算了某型负重轮橡胶轮缘的温度场,定量分析了５个参数和对轮缘最高温度的影响。分析结果表明,所建立的有限元模型在实心轮胎温度场分析中切实可行,减小轮缘橡胶的损耗因子,提高橡胶的热导率以及减小负重轮的挂胶厚度,有利于减小负重轮的发热。     

中厚板热轧过程中的温度场模拟

针对中厚板轧制过程中温度场不易精确确定,普通温度计算模型计算误差较大或计算较为繁琐的问题,以传热学基本理论为基础,建立了热平衡方程,采用完全隐式差分法对首钢中厚板轧制及冷却过程中的板坯中心温度和表面温度变化进行了模拟.可以得到以下结论:①在轧制过程中,中厚板上表面温度急剧下降,道次间歇期间又有回升的趋势;在层冷过程中,板坯上表面温度迅速下降;②计算的板坯表面温度与实测的表面温度吻合较好,表明该模型可以用来模拟中厚板轧制过程中的温度变化.