铸件变形的实验研究

通过测量Ａｌ－Ｃｕ４．５％合金Ｔ形杆件的冷却曲线，变形曲线及挠度曲线，研究了铸件变形的产生过程及各种影响因素与铸件变形的关系。结果表明：Ｔ形杆件变形起始于杆件完全凝固之前，主要发生在高温冷却阶段；Ｔ形杆件的变形挠度曲线方程为ｙ＝ａｘ＾２，方程中系数ａ随杆件截面比增大而增大，但随杆件长度改变而变化很小。     

均布荷载下固支杆的非线性变形与位移分析

基于Euler-Bernoulli梁的精确几何非线性理论,考虑轴线可伸长的条件下,两端固支弹性杆件受纵向均布荷载作用的几何非线性静平衡控制方程,并将其化为无量纲的微分方程组,应用打靶法数值分析了杆的非线性弯曲和轴线上各质点位移变化问题。给出了杆轴线各质点位移、杆端转角、轴线伸长以及中心截面的轴力随均布载荷和杆长细比变化的特性曲线,分析和讨论了这些参数对杆变形的影响以及参数间的关系。数值结果表明:在固端到反弯点范围,由于轴线的伸长杆上各质点的水平移动移向反弯点方向,移动趋势先增大再减小呈对称型,而在反弯点到杆中范围内,随着轴线伸长逐渐加大,杆上各质点的水平移动方向相反,也逐渐先增大再减小呈对称型。杆的挠曲线反弯点位置约在杆的1/5处,不随杆的长细比或荷载的变化而改变。在杆半跨范围内,杆端转角曲线并非对称。     

平面弯曲杆的挠曲线微分方程中“-”号的原因分析

本文针对平面弯曲杆的挠曲线微分方程d2y/dx2=-Mz（x）/EIz,分析了公式中取＂-＂号的原因。主要是由于建筑力学中对弯矩M规定了正、负号,而且习惯上认为：使得杆件发生下部受拉变形的为正弯矩,使得杆件发生上部受拉变形的为负弯矩;另外在力学中由于习惯选取了与高等数学中纵坐标方向相反的坐标系,导致曲线的二阶导数的符号在相同变形情况下的符号相反。     

低雷诺数下圆杆正方形塔架的阻力系数研究

通过节段模型风洞试验，研究雷诺数Re=307~906时圆杆正方形塔架的阻力系数，分析密实比、湍流度及风速等因素的影响. 在试验研究的基础上，对比3种雷诺平均模型在圆杆正方形塔架气动力CFD数值模拟中的适用性，分析Re=300~2.5×104时阻力系数变化规律及影响因素. 试验结果表明：圆杆正方形塔架的平均阻力系数在45°风向角时最大，0°和90°最小，并随密实比和风速的增大而减小，随湍流度的增大而增大；脉动阻力系数受密实比和风向角的影响不大，但随风速和湍流度的增大而增大. CFD数值结果显示：SST k-ω湍流模型在Re≤2.5×104时更适用于计算圆杆正方形塔架的平均阻力系数；随雷诺数的增大，塔架平均阻力系数在Re=300~585时急剧减小，Re=585~1 090时减小趋势少许放缓，Re=1 090~2.5×104时基本保持不变；完全处于上游杆件尾流区的下游杆件阻力系数相比于上游杆件减小50%左右.     

MFT对R—T化合物R2Fe17Mx（R=Pr,Nd：Mx=0,N3或D4.8）的磁性分析

】用二亚点阵ＭＦＴ分析Ｒ２Ｆｅ１７Ｍｘ的饱和磁化与温度的关系。得到了分子场系数ｎＲＲ、ｎＲＦ和ｎＦＦ，计算出了居里温度，给出了交换场ＨＲ（Ｔ）、ＨＦｅ（Ｔ）与温度的关系曲线。结果表明，在Ｒ２Ｆｅ１７中渗入Ｎ或Ｄ后，Ｍ２Ｆｅ（０）和ｎＦＦ明显增大，交换场也相应增大，居里温度主要取决于Ｍ２Ｆｅ（０）和ｎＦＦ。     

矩形截面薄壁杆件畸变效应分析的半离散解法

对矩形截面薄壁杆件提出一种基于势能原理的薄壁杆件扭转分析的半离散解法。该方法放弃了古典薄壁杆理论的两个基本假设,能同时描述剪力滞后和畸变两种现象。杆件横截面的翘面位移采用转换的Ｂ３样条函数插值,提出了畸变能的概念。导出控制微分方程和自然边界条件,并可得到较符合实际的解答。     

高层有支撑钢刚架二阶弹塑性分析的改进P－△法

采用文献［１］提出的改进Ｐ－△法，对１０层３４跨刚架进行分析，引用文献［２］的方法建立支撑（压杆）的荷载－位移曲线，包括其上升段与下降段，由轴向变形确定其轴力与割线模量．刚架分为强柱弱梁型和弱柱强梁型两种（柱截面尺寸相同），支撑采用单斜杆（压杆），根据不同的长细比和截面积，计算了３６榀刚架荷载－位移的全过程．作出了相应的荷载－位移曲线和弹塑性极限状态时的层间相对位移．     

火灾下钢筋混凝土梁桥高温场形变分析

利用数值模拟程序分析了火灾高温下钢筋混凝土矩形截面简支梁任意时刻的温度场分布,研究了保护层厚度、荷载等级对火灾下的钢筋混凝土简支梁高温场时程形变的影响规律,建立了钢筋和混凝土的内力积分模型,以等比数列推导了非线性加速迭代方程.研究表明:截面温度分布与测点至梁体表面距离相关;保护层厚度对钢筋混凝土简支梁跨中挠度影响较大;火灾场钢筋混凝土简支梁跨中挠度时程曲线随荷载等级的增加呈非线性增长趋势,挠度时程曲线增大的程度随保护层厚度增加而减小;增加混凝土保护层厚度,可有效提高火灾场钢筋混凝土梁桥的耐火极限,控制其变形.     

矩形钢管混凝土大跨度带悬挑桁架的试验研究

矩形钢管混凝土桁架能充分发挥钢管混凝土的受力性能,是适用于大跨度结构的结构形式。本文通过对2个大尺寸的大跨带悬挑矩形钢管混凝土桁架和矩形钢管桁架模型对比试验,考察了该桁架结构的破坏形态、变形特点和承载性能。试验结果表明,填充混凝土的钢管混凝土桁架试件的刚度提高、变形减小,极限承载力也有所提高,填充混凝土可以有效防止受压钢管壁的局部屈曲,试件破坏受材料的强度控制;采用直接焊接节点连接的钢管桁架和钢管混凝土桁架中腹杆和弦杆在节点处的杆端弯距较大,其对节点承载力的影响不可忽略,在设计中应加以考虑。     

工字形铝合金偏心压杆平面内稳定承载力研究

运用ANSYS软件对常用的铝合金挤压型材偏心压杆的平面内稳定承载力进行了研究,分析了不同长细比和偏心率杆件的稳定性能,并讨论了残余应力与初弯曲对杆件承载力的影响.研究结果表明:除相对偏心率很大及长细比很小的情况外,工字形截面偏心压杆受拉翼缘不会进入塑性状态;初弯曲对杆件的影响随长细比和弯矩的增大而减小;铝合金挤压型材残余应力峰值很小,对杆的承载力影响不大,可忽略不计.在大量数值分析的基础上,拟合出了工字形铝合金偏心压杆的平面内稳定计算公式,可供工程设计参考.     

空心环形件电渣熔铸内结晶器铜板变形有限元瞬态分析

借助有限元方法,建立含结晶器、自耗电极、渣池、金属熔池、铸锭、底垫、渣壳和气隙区的物理模型,模拟"空心环形件电渣熔铸"金属熔池形成、发展、结束过程中内结晶器铜板的径向变形.模拟与试验结果表明,当结晶器、自耗电极、渣料渣深、炉口电压相同时,一般金属熔池越浅,越容易获得良好组织;金属熔池越深且温度越高,内结晶器铜板炉后径向位移量越大;熔铸过程内结晶器铜板中部最易变形,该位置增加筋板可有效控制内结晶器铜板的炉后径向变形.     

凝固过程中热传导的反问题

在铸件的凝固过程中，铸件／铸型界面的热交换行为是影响凝固速度的关键因素、在讨论了几种求解热传导反问题的方法后，着重介绍了非线性估计法（Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ＥｓｔｉｍａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄ（ＮＥＭ）），同时也讨论了优化试验方案。以ＮＥＭ为理论基础，开发了两个程序并成功地应用到求解凝固过程中随时间而变化的金属／铸型界面热交换系数以及铸件、铸型中的温度场。     

铸造充型过程初始温度场的数值模拟及实验研究

对铸造充型过程进行数值模拟是铸造计算机辅助工艺设计的重要内容之一。对铸件充型过程的流场温度场变化及初始温度分布进行了数值模拟研究。在计算方法改进方面，以二维ＶＯＦ方法为基础，提出了一种简单实用的三维自由表面处理技术。用显式热焓法求解能量方程，显著缩短了计算时间。为验证这些计算方法，以灰铸铁试件为例，对其初始温度场进行了重复测试。模拟结果与实测结果吻合较好。     

熔模铸造双相不锈钢铸件缺陷分析及解决措施

针对铸件容易产生的充型不完整和产生气孔的缺陷,采用熔模铸造法试制双相不锈钢铸件.结果表明,通过控制金属液出炉温度和模壳温度并在铸件凝固时强化冷却,能防止上述缺陷的产生.应用试制工艺生产的铸件外观质量良好.     

树脂添加量对壳型覆膜砂热性能的影响

本文研究了树脂量对壳型膜覆砂热性能的影响,指出树脂量对壳型覆膜砂热性能的影响是通过树脂膜厚和砂粒间粘结膜接触点数目的改变来实现的.在试验条件下(使用70/140硅砂,树脂添加量约为3%),树脂膜厚在2μm左右有较好的综合性能.     

石墨铸型在抗磨铁碳合金生产中的应用

晶质石墨是一种优良的铸型材料。同砂型相比,石墨型铸件的外表光洁,尺寸精度高,内在组织晶粒细小,机械性能特别是硬度和冲击韧性有了一定程度的提高,石墨铸型具有生产实用性。     

Evaluation of the microstructure,secondary dendrite arm spacing,and mechanical properties of Al-Si alloy castings made in sand and Fe-Cr slag molds

The microstructure and mechanical properties of as-cast A356 (Al-Si) alloy castings were investigated. A356 alloy was cast into three different molds composed of sand, ferrochrome (Fe-Cr) slag, and a mixture of sand and Fe-Cr. A sodium silicate-CO₂ process was used to make the necessary molds. Cylindrical-shaped castings were prepared. Cast products with no porosity and a good surface finish were achieved in all of the molds. These castings were evaluated for their metallography, secondary dendrite arm spacing (SDAS), and mechanical properties, including hardness, compression, tensile, and impact properties. Furthermore, the tensile and impact samples were analyzed by fractography. The results show that faster heat transfer in the Fe-Cr slag molds than in either the silica sand or mixed molds led to lower SDAS values with a refined microstructure in the products cast in Fe-Cr slag molds. Consistent and enhanced mechanical properties were observed in the slag mold products than in the castings obtained from either sand or mixed molds. The fracture surface of the slag mold castings shows a dimple fracture morphology with a transgranular fracture nature. However, the fracture surfaces of the sand mold castings display brittle fracture. In conclusion, products cast in Fe-Cr slag molds exhibit an improved surface finish and enhanced mechanical properties compared to those of products cast in sand and mixed molds.     

改善陶瓷铸型溃散性的研究

本文探讨了陶瓷铸型溃散性差的烧结机理,研究了陶瓷材料的化学成分和颗粒组成、粘结剂的加入量以及附加物的作用对陶瓷铸型烧结程度的影响.经试验提出了改善陶瓷铸型溃散性的工艺配方,研制了溃散剂,并经小批量生产验证,清砂效率显著提高.     

YW型砂型铸造用抗粘砂涂料的研制

研究了耐火粉料、载液、悬浮剂、粘结剂、添加剂对涂料性能的影响,比较了水和乙醇的涂料生产应用效果.经过试验,确定了抗粘砂涂料的生产配方.