连铸坯截面尺寸对流动、凝固及溶质分布的影响

采用方坯连铸过程三维紊流、凝固传热及溶质传输的耦合模型,在其他模拟条件相同的情况下,研究铸坯截面尺寸对连铸过程的影响·结果表明,截面尺寸大者,入流速度大,更深浸入铸坯内部,带动较多钢液随之流动,在结晶器上部的紊流程度较高·对于FeC二元合金,由温度和溶质浓度共同决定了凝固坯壳的分布·小截面尺寸铸坯,溶质在各截面上偏析更为严重·其凝固坯壳也较薄,为防止拉漏,应采用长结晶器     

易切削钢9SMn28凝固过程的CAFE法模拟

为了耦合缩孔和疏松模拟凝固过程三维微观组织,对元胞自动机--有限元(CAFE)法的物理本质和数值计算方法进行了分析,采用CAFE法对易切削钢9SMn28铸件进行了凝固过程、缩孔和疏松及三维微观组织的模拟.模拟结果表明:在空冷条件下,铸件表层的凝固是在连续降温过程中进行的,内部是先等温凝固,后降温凝固;缩孔和疏松模拟结果与实际铸件的基本相符;实现了9SMn28合金三维微观组织的模拟,模拟结果与实验吻合较好.     

热裂预测的等效应变判据

从热裂产生的液膜理论出发,根据凝固过程温度场和应力场,应变场和数值模拟结果,提出了热裂形成的等效应变判据,揭示了在变截面棒形铸件中,热裂总是发生在等效应变最大的区域中;这一结论与变截面铸件的热裂实验结果相吻合。     

自然对流作用下的凝固过程数值模拟

从传热学的角度出发,采用控制容积法对凝固过程进行了数值模拟,并考虑了凝固过程中的液相部分的自然对流,研究了液相部分自然对流的规律和流型.模拟结果表明液相部分存在整体环流和局部环流.同时,还从模拟结果出发,阐述了自然对流作用下凝固过程中相界面的变化情况.     

扩大凝固模拟网格单元数方法研究

提出了一种扩大凝固模拟网格单元数的方法－－读写虚拟盘法，并介绍了其工作原理及实现方法。在微机ＤＯＳ系统下，采用该方法对６１０５曲轴样复杂形状铸件的凝固过程进行了模拟。     

相场法模拟定向凝固微观组织演化研究进展

定向凝固是一种新型的铸造成型技术,能够很好地呈现出凝固过程中界面形态的演化过程,而相场法在如今微观组织数值模拟领域中是最具有优势的一种研究方法.介绍了相场法数值模拟的基本原理,阐述了国内外学者对二元或多元合金在受流场、溶质间相互作用和各向异性、过冷等因素条件影响下自由枝晶和小晶面枝晶的相场法模拟的研究进展,说明了采用相场法耦合溶质场和计算相图等方法在其他微观组织中的应用,并且指出了相场法在模拟定向凝固微观组织领域中所存在的不足之处以及未来的发展趋势.     

铸钢合金凝固潜热的数学模型

以温度回升法为基础，建立了适合于具有结晶范围合金凝固潜热处理的数学模型，为计算机准确地进行凝固过程数值模拟，提供了合理、精确的计算方法。     

连铸坯凝固过程温度模拟系统的开发和研究

建立了连铸板坯凝固过程温度场数学模型。模型中引入了连铸坯在结晶器中表面热流规律的修正方程。针对板坯形状规则的特点，采用有限差分法建立了数学模型。在MATLAB平台下对二冷区内板坯温度场进行分析模拟，以渐变色形式模拟显示了连铸板坯任意截面温度场的等值线、二维及三维可视化显示，显示结果直观。以某钢厂铸机参数及铸坯尺寸为实例进行了模拟分析。模拟结果表明：连铸坯各测量截面的温度与实际测量温度分布相符。该模拟系统为板坯连铸生产过程工艺参数设定与优化提供了理论依据及有效的分析手段，可应用于实际预测当中。     

连铸初始凝固传热系数的测定

本文建立了一套热模拟试验方法，获得了初始凝固过程３ｓ之内的坯壳；提出了考虑固液界面热流的等效凝固潜热计算方法，并据此用一维凝固传热解析法计算出了初始凝固过程的热流分布和传热系数分布，比较和探讨了热顶结晶器材质对初始凝固传热的作用。     

扩大凝固模拟网格单元数方法研究

提出了一种扩大凝固模拟网格单元数的方法——读写虚拟盘法，并介绍了其工作原理及实现方法．在微机ＤＯＳ系统下，采用该方法对６１０５曲轴这样复杂形状铸件的凝固过程（网格数为１０３７７３６）进行了模拟     

温度场数值模拟在低铬硼铸球工艺中的应用

利用温度场数值模拟对低铬硼铸球的凝固过程进行了计算·在研究铸球凝固过程温度分布规律的基础上,改进了铸造工艺,消除了缩孔等缺陷·经落球冲击疲劳寿命试验机测定,直径127铸球落球次数>8000次·     

FTSC薄板坯连铸结晶器内钢水凝固传热的数学模拟

建立FTSC薄板坯连铸结晶器内铸坯的凝固传热模型,对凝固传热方程进行了离散化,应用大型有限元软件ANSYS对钢水凝固传热过程进行模拟求解,描述了凝固坯壳的温度分布与坯壳生长历程。模拟结果与连铸实际过程基本一致为制定合理的工艺参数、提高铸坯质量、减少漏钢发生提供了理论依据。     

熔模铸件凝固收缩流动过程的数值模拟

本文在考虑了由于凝固收缩而引起的液相流动后针对回转体类熔模铸件的凝固过程进行了数值模拟研究,探讨了熔模铸件的凝固界面、空单元界面的移动和凝固过程中的流速场,并直接模拟求得了熔模铸件内部的孔隙率分布。     

大型钢锭凝固过程的计算机模拟

本文分析了钢锭-锭模系统的各种边界以及浇注过程中的热交换,应用直接差分法,建立了考虑浇注过程中热交换情况的大型钢锭凝固数值模拟方法,提出采用辐射传热处理钢锭、锭模边界产生气隙后的边界条件。最后应用所编程序计算了60t钢锭的凝固温度场,计算结果表明,显式直接差分法进行凝固数值模拟,单元剖分简单,计算方便。60t钢锭的计算温度场符合钢锭的凝固趋势。     

基于ProCAST的大型铝合金横梁铸造过程模拟及工艺方案优化

采用铸造工艺模拟软件ProCAST对大型铝合金横梁砂型重力铸造充型和凝固过程进行了模拟，预测了铸造缺陷产生的区域并分析了原因。在此基础上，通过合理调整浇冒口系统的设计，并在局部区域配合使用冷铁增强冷却效果，消除了缩孔、缩松缺陷，优化了铸造工艺方案，为工艺实施奠定了基础。     

镁合金薄带双辊铸轧过程的数值模拟

基于立式薄带双辊铸轧工艺的特点,采用有限元法求解镁合金薄带双辊铸轧过程的三维宏观传输方程,并应用ANSYS软件的智能网格划分技术,实现了对铸轧过程中熔池内部温度场、速度场及凝固过程的耦合模拟.分析了铸轧速度及浇注温度等主要工艺参数对熔池内流场、温度场和凝固终了点的影响规律.研究结果表明,随着浇注温度和铸轧速度的增加,熔池出口处的温度升高,凝固终了点向熔池出口处移动.通过对模拟结果的讨论,给出了适合镁合金薄带铸轧过程的工艺参数:浇注温度为640~660℃,铸轧速度为20~30 m/min.     

37Mn5连铸圆坯凝固过程数学模拟

为控制油井管用连铸圆坯质量,基于薄片移动法建立了连铸圆坯凝固传热数学模型,并应用ProCAST软件对37Mn5钢Φ150mm连铸圆坯凝固过程进行了数学模拟,铸坯表面温度模型预测结果与工业试验测温结果相一致.模拟结果表明,在过热度为(20±5)℃,拉速为2.5m.min-1条件下,可以控制结晶器出口坯壳厚度、铸坯液芯长度和铸坯表面温度在合适的范围内,有利于防止铸坯表面裂纹和内部裂纹等缺陷的产生和保证浇铸安全,并实现较高的生产率.     

基于Anycasting铸造模拟技术的DA5排气歧管产品研制

对铸件充型凝固过程数值模拟是提高铸件质量和铸造生产经济效益的重要途径之一．在DA5排气歧管新品研制开发基础上,以模拟仿真软件Anycasting为工具,在DA5排气歧管模具设计初期,对不同浇注系统进行了铸件充型过程三维数值模拟,为浇注系统设计方案选择提供依据．同时通过高级缺陷分析,对缩孔缺陷进行了预测,为DA5排气歧管工艺方案改进提供了方向,缩短了DA5排气歧管新品研制周期．     

GE构架的铸造模拟分析及工艺改进

GE构架为机车上的一个关键零件,服役时承受重载和频繁的冲击载荷作用.因而要求该件组织致密,不允许有缩孔,缩松和气孔等缺陷.本文先运用Pro/e软件对GE构架进行实物造型,然后利用MAGMAsoft软件对铸件充型和凝固过程进行模拟,预测铸件可能发生缩孔、缩松缺陷的位置,最后针对模拟结果进行铸造工艺优化改进并进行生产实验.实验结果表明,工艺改进后得到的铸件热节缺陷几乎消失了,缩松或缩孔缺陷也相应地减少.     

铸件缩孔缩松多种预测判据的应用

为解决国内凝固模拟软件中缩孔缩松预测判据比较单一的问题 ,满足用户使用多种判据从不同角度分析铸件缩孔缩松形成的需要 ,从实际应用出发 ,在自主开发的 FT-Star凝固模拟软件的基础上 ,改进和增添了多种缩孔缩松预测判据。用户可以根据需要方便地选用 ,并可从多种途径对铸件缺陷的形成进行定量或定性的分析。实际铸件分析表明该法效果良好。