袁训锋
,
丁雨田
,
郭廷彪
,
胡勇
,
唐向前
中国有色金属学报
基于Wheeler等提出的纯扩散相场模型,建立耦合溶质场、温度场和流场的相场模型,采用有限差分法对控制方程进行数值求解,研究Ni-Cu合金凝固过程中单晶粒枝晶和多晶粒枝晶在强制对流作用下的生长行为.结果表明:熔体的流动显著改变凝固前沿的传热和传质,从而改变枝晶的生长行为.在流速为6.43 m/s的垂直强制对流作用下,上游枝晶受过冷熔体冲刷,枝晶尖端溶质浓度和温度低,实际过冷度大,枝晶生长迅速,稳态生长速度比纯扩散时增加28%;热量和溶质在下游富集,下游枝晶尖端溶质浓度和温度高,实际过冷度小,枝晶生长缓慢,稳态生长速度比纯扩散时减小26%.
关键词:
Ni-Cu合金
,
相场法
,
强制对流
,
枝晶生长
,
凝固
,
溶质场
,
温度场
,
流场
Xiaohua ZHANG
金属学报(英文版)
The temperature field of AZ91D magnesium alloy extruded by equal channel angular extrusion (ECAE) has been simulated using finite element method (FEM). A series of tests were designed to obtain the simulation parameters: flow stress of AZ91D, friction factor and heat transfer coefficient. The simulated temperature agrees well with the measured one. The evolution of temperature and influencing factor was discussed in details. Furthermore, the extrusion pressure of ECAE was analyzed.
关键词:
Simulation
,
温度场
,
等通道角挤压
,
AZ91D；镁合金
刘汉武
,
王勤峰
,
郭鹏
,
刘林
钢铁研究学报
考虑存在热传导、热辐射等实际凝固边界条件,根据相变热传导等效热容法有限元理论,对K4169合金叶片熔模铸造过程中的温度场分布进行了瞬态求解,得出了叶片纵剖面和横断面上各点处的温度值随时间的变化规律.再以此为基础,根据Rappaz等提出的等轴生长溶质扩散模型计算出每一时间步长后固相分数的变化,用此值来修正该时间步长内结晶潜热释放后的温度,再利用连续形核模型和枝晶尖端生长的动力学模型,采用胞状自动机技术,对K4169合金叶片凝固时的晶粒组织形成过程进行了耦合模拟.模拟结果与实验测试所得的金相组织相符,这为研究K4169合金叶片的高温力学性能和耐腐蚀性能奠定了重要的理论基础.
关键词:
K4169合金
,
叶片
,
凝固
,
相变
,
温度场
,
有限元分析
,
耦合模拟
韩斌
,
佘广夫
,
焦景民
,
张中平
,
刘相华
,
王国栋
钢铁
采用有限元分析工具ANSYS,利用不同的表面传热系数,进行了热轧板带钢在常规强制对流层流冷却(冷却速度在30℃/s左右)以及超快速冷却(UFC,短时冷却速度可达300℃/s以上)情况下的热力耦合分析,计算出带钢在不同冷却强度下温度与应力的二维分布,在此基础上进行了残余应力及由此引起变形的理论分析.通过比较分析的结果,初步得出UFC的适用范围.
关键词:
层流冷却
,
UFC
,
温度场
,
应力场
,
有限元
,
残余应力
,
变形
李菊
,
关桥
,
史耀武
,
郭德伦
,
杜欲晓
,
孙永春
中国有色金属学报
采用数值模拟和实验相结合的方法研究了钛合金TC4薄板常规及带热沉的钨极氩弧焊焊接过程中温度及应力应变的分布,考察了热沉对温度场和应力应变场的影响规律,探讨了使用该技术实现应力和变形控制的机理.结果表明:带热沉的钨极氩弧焊焊接过程中,紧随热源之后热沉急冷作用使得试件形成马鞍形温度场,而热沉作用部位温度最低.热沉作用部位的急冷收缩对周围金属产生拉伸作用,使得焊缝及近缝区金属升温过程中产生的压缩塑性应变减小,冷却过程中产生的拉伸塑性应变增大,接头中不协调应变减小,残余应力降低.实验测量与有限元模拟结果吻合良好,证实了采用热沉控制应力与变形的有效性和有限元模型的正确性.
关键词:
钛合金
,
钨极氩弧焊
,
热沉
,
温度场
,
应力场
,
应变场
,
有限元法
刘才
,
高林
,
王玉峰
,
张志新
钢铁
针对国内某钢厂42CrMo棒材组织难以控制的问题,通过实测42CrMo棒材的等温转变曲线（TTT）,结合相变动力学和热力学的知识提出了相关的组织转变数学模型,进而利用有限元分析软件ANSYS以及提出的数学模型,对42CrMo棒材轧后冷却全过程的温度场及组织转变过程进行了计算机模拟,所得温度场及组织转变模拟结果与实测结果吻合较好,较准确地反映了42CrMo棒材在实际生产中的温度场及组织变化,表明此方法对组织控制及冷却工艺制度的制定具有一定的指导作用,可大大减少试验浪费,经济及环保效益显著。
关键词:
有限元分析
,
温度场
,
42CrMo
,
棒材
,
等温转变曲线(TTT)
,
组织转变
,
模拟
邢宏伟
,
王晓娣
,
龙跃
,
张玉柱
钢铁钒钛
通过建立球形熔渣凝固过程的物理和数学模型,利用现代CFD设计软件FLUENT对不同粒径渣粒的凝固过程进行了数值模拟,得到了凝固过程中渣粒和周围气体的温度场,从而确定了渣粒完全凝固的时间,为熔渣粒化和余热回收设备的设计提供了理论基础.结果表明:渣粒初始温度1 823 K,渣粒直径为1～3 mm,冷却气体温度为373 K,冷却气体流速为1～20 m/s时,液态钢渣相变过程在2 s内释放出80%以上的热量.说明在氮气冷却条件下,只要保证一定的冷却时间,即可保证钢渣余热回收.
关键词:
粒化钢渣
,
相变
,
传热
,
温度场
,
凝固时间
,
余热回收
,
数值模拟
潘伟
,
吴超
,
刘辉
,
阳富强
中国有色金属学报
为了研究硫化矿石堆氧化反应过程中温度场的动态变化,提出基于实测温度数据重构温度场的新思路.以从某硫铁矿采集的矿石样品作为实验材料,应用自主设计的实验装置,测定模拟矿石堆各测点的温度变化.在对矿石堆温度场演化的混沌相关性进行验证后,应用实测温度数据进行二维插值,模拟得到矿石堆不同时段的温度变化曲面.结果表明:矿石堆内通风和蓄热的综合作用使得堆内温度分布呈现出显著的空间差异,且根据升温幅度的变化情况,可将矿石堆温度场的演化大致分为3个阶段,在各个阶段矿石堆表层一定范围内的升温幅度始终最大;分析测点平均升温率与深度的关系,可确定矿石堆的自热层厚度约为11.523 3 mm;由于自热层的升温幅度明显大于其他区域的,在采矿生产中应对该区域进行重点监控.
关键词:
硫化矿石堆
,
自热实验
,
温度场
,
混沌相关性
,
二维插值
,
自热层
,
仿真
于海岐
,
朱苗勇
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.12.011
建立了描述圆坯连铸结晶器电磁搅拌过程的三维数学模型.采用有限元和有限体积结合的方法求解Maxwell方程组和湍流Navier-Stokes方程,分析了结晶器电磁搅拌过程的磁场、流场、温度场和夹杂物轨迹特征,并考虑了励磁电磁强度和频率的影响.研究表明,磁场模拟结果与现场实测数据一致,电磁力在圆坯水平截面上呈周向分布.钢液在结晶器纵截面内形成两对回流区,且存水平截面内旋转流动;过热钢液滞留在结晶器上部区域,铸坯芯部温度迅速降低,凝固前沿温度梯度提高;大部分夹杂物积聚到结晶器上部区域旋转运动.励磁电流强度和频率对结晶器内钢液的流动、温度分布及夹杂物运动均有明显影响.
关键词:
圆坯结晶器
,
电磁搅拌
,
电磁场
,
流场
,
温度场
,
夹杂物
,
数值模拟
张莹
,
耿茂鹏
,
涂克良
,
饶磊
,
谢水生
,
张颂阳
,
陈亮
兵器材料科学与工程
doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2008.02.003
从流体力学的角度出发,采用有限元方法对半固态AZ91D镁合金的流变铸轧过程进行了研究.数值模拟结果表明.半固态浆料温度为584℃时所设计的镁合金半固态流变铸轧过程能很好地进行,此模拟结果为确定最佳的工艺参数提供了有效的证据,同时,该研究工作能为分析半固态流变成形过程提供有益的信息.
关键词:
流变铸轧
,
镁合金
,
数值模拟
,
温度场
