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镀锡生产工艺中淬水槽的水流场数值模拟研究

针对软熔工艺中淬水过程对镀锡板的产品质量有着明显的影响,采用计算流体力学CFD软件包中Gambit前处理软件、fluent求解软件和Tecplot后处理软件,对淬水槽进行了网格划分、建立数值模型求解及其后处理,成功地模拟淬水槽水流场.分析了淬水槽水流场Y方向和Z方向的速度矢量分布,确定了淬水槽喷水压力变化对水流场的影响规律.优化出有利于镀锡板产品质量的淬水槽喷水压力为0.38 MPa.

关键词: 镀锡 , 淬水槽 , 水流场 , 数值模拟

建立板坯连铸结晶器三维热力耦合有限元模型，通过比较结晶器铜板宽面弯月面处横截面的温度、热应力及变形分布，考察结晶器新型冷却结构对铜板热-力学行为的影响规律。结果表明：在弯月面处宽面热面，新型铜板的最高温度较传统铜板的低60℃，最大热应力小85 MPa，且新型铜板与传统铜板最大变形分别为0.21 mm和0.29 mm；新型铜板和传统铜板弯月面处宽面热面温度、热应力和法向变形波动幅度分别为12℃和67℃，33 MPa和113 MPa以及0.02 mm和0.09 mm。因此，新型结构铜板温度、热应力和变形量分布均匀性和合理性比传统的有明显改善，更适合裂纹敏感性钢种的浇铸。

关键词: 连铸结晶器 , 铜板 , 冷却结构 , 热-力学行为 , 有限元模型

Ni50Mn29Ga21Tbx磁性形状记忆合金的晶体结构研究

赵增祺 , 王志成 , 韩莉 , 黄继民 , 熊玮

兵器材料科学与工程 doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2005.03.006

研究了Ni50Mn29Ga21Tbx系列磁性记忆合金不同状态下的晶体结构.列出了近年来发现的几种Ni-Mn-Ga合金的马氏体的详细资料.结果表明,在不改变Ni50Mn29Ga21合金组分的条件下,Tb的加入并没有改变合金的马氏体晶体结构.经过比较和计算,发现Ni50Mn29Ga21Tbx合金系列的晶体结构属于非调制型马氏体.

关键词: Ni50Mn29Ga21Tbx , 磁性记忆合金 , 稀土Tb , 晶体结构

空冷岛扁平管外翅片空间的大涡模拟研究

温娟 , 唐大伟 , 张璟 , 王志成 , 李宴君

工程热物理学报

本文基于计算流体力学软件FLUENT采用大涡模拟方法（LES）及Smagorinsky-lilly亚格子模型，对空冷岛扁平管外翅片空间的流动与换热特性进行了三维瞬态湍流数值模拟。计算结果表明大涡模拟方法能较好地模拟空冷岛扁平管外翅片空间的瞬态流动特性，能够捕获更多的流场细节信息。可得出流场中温度、压力、涡量等各参数的瞬态变化特性以及翅片空间尾流区瞬态三维涡的发展演化过程，更好地预测多尺度湍流。为进一步揭示扁平管温度场和流场的协同关系以及大型空冷系统多尺度输运规律和非线性尺度效应机理打下基础。

关键词: 大涡模拟 , 翅片 , 扁平管 , 瞬态特性 , 直接空冷凝汽器

铽对Ni50Mn29Ga21磁性形状记忆合金抗弯强度的影响

王志成 , 赵增祺 , 吴双霞 , 江丽萍 , 王方恕

中国稀土学报

研究了Tb对Ni50Mn29Ga21磁性记忆合金抗弯强度的影响.结果表明,Tb可以通过两种途径提高合金抗弯强度:在Tb含量＜0.1%时,Tb利用它的还原性除去合金内容易引起合金脆性的有害元素氧来净化合金;在Tb含量＞0.1%时,Tb除了净化合金作用外,还通过细化晶粒提高合金抗弯强度.

关键词: Ni-Mn-Ga合金 , 铽 , 抗弯强度 , 稀土

Cu合金过渡层对激光熔化沉积Ni35/AlSi12双性能材料的影响

杨胶溪 , 王艳芳 , 张健全 , 王志成 , 陈虹 , 王喜兵

材料热处理学报

由于Ni基合金与AlSi12粉末的冶金反应较为显著,使得激光熔化沉积制备Ni35/AlSi12双性能材料时易生成高脆性NiAl金属间化合物而具有较高开裂倾向.熔覆Cu合金做为过渡层,制备出无裂纹、冶金质量较好的Ni35/Cu/AlSi12双性能样品,使用SEM、EDS和XRD对Ni35/Cu/AlSi12样品各涂层进行微观组织、物相分析,采用HV1000型显微硬度计对其进行硬度测试,使用ANSYS对Ni35/Cu/AlSi12材料进行稳态热模拟分析.结果表明:Cu合金过渡层可抑制Ni、Al金属间化合物形成,能够在一定程度上降低涂层开裂倾向;熔覆材料截面的硬度分布从底部到表面呈阶梯变化,具有良好的力学性能;Ni35/Cu/AlSi12双性能材料较单一Ni基合金具有更加优异的传热特性.

关键词: 双性能材料 , 激光熔化沉积 , 过渡层 , 组织结构 , 显微硬度

PSR/E51/BC共混体系弹性磨具的性能

平琳 , 王志成

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2006.03.012

研究了PSR(聚硫橡胶)/E51(环氧树酯)/BC(棕刚玉)三元共混体系的网络互穿和环氧树脂与棕刚玉的加入量对45钢磨光表面粗糙度的影响.试验表明:连续的网络结构对金属表面粗糙度的影响极大,采用E51和BC控制三元共混体系的硬度在90 HRA时,弹性磨具对金属的磨光表面粗糙度值可达到0.8 μm.

关键词: 聚硫橡胶 , 环氧树酯 , 弹性磨具 , 表面粗糙度

微流动的同伦分析法解析求解

张田田 , 贾力 , 王志成

工程热物理学报

建立了滑移流区二阶滑移流动的控制方程,引入相似变换将微尺度二阶滑移流动的控制方程变换为非线性常微分方程.采用同伦分析法解析求解了该方程,获得了微尺度滑移流动的速度分布,发现在不同Knudsen数下,充分发展段无量纲速度分布有同一交点.通过与文献结果对比验证了本文求解结果的正确性.为深入研究微尺度滑移流动的物理本质提供了数学支持.

关键词: 微流动 , 速度滑移 , 同伦分析法 , 相似变换