为研究大断面收缩率轴类件楔横轧成形问题,做了楔横轧一次楔成形极限实验.发现楔横轧一次楔轴向拉断成形极限可以远大于通常公认的75%界限,实验中成功轧制出断面收缩率为97.7%的超大断面收缩率轧件.推导了轧件轧制接触区轴向合力公式,利用有限元数值模拟方法分析了杆部对称截面轴向应力,揭示出楔横轧一次楔大断面收缩率可以成形的原因,即在适当条件下轧件变形接触区轴向受力接近于平衡,轧件杆部所受轴向拉应力较小所致

利用计算流体动力学(CFD)和有限元数值模拟方法(FEM),研究了阻尼板数量和阻尼孔布置方式对集管管内流动和喷水强度分布的影响.对无阻尼板、一道阻尼板对称结构、两道阻尼板对称结构、一道阻尼板非对称结构等四种集管阻尼形式的喷水强度及其偏差进行了比较,两道阻尼板对称结构阻尼的集管喷水强度相对偏差最小

采用有限元数值模拟方法,比较分析了三辊楔横轧与两辊楔横轧轧件内部缺陷的产生几率和存在形式．根据轧件内部的应力应变状态,阐述了三辊轧制轧件中心点缺陷产生可能性较小和断裂呈环向裂纹的原因．分析表明,三辊楔横轧轧制工艺在轧件心部成形质量上具有明显的优势．

针对两辊楔横轧等内径空心轴轧件易产生椭圆的问题,采用有限元数值模拟方法,研究了两辊楔横轧等内径空心轴的轧制成形过程及应力应变情况.结果表明成形过程中轧件的径向压缩和轴向流动不匹配,造成金属切向流动显著、圆周长大,这是椭圆形成的主要原因

在金属材料内部夹杂物的超声检测中,如何通过检测获得的回波信号辨识夹杂物的属性和位置,一直是其重点和难点问题.通过建立包含夹杂物缺陷的二维金属板模型,采用有限元数值模拟的方法,对材料内部超声波场进行计算,获得了两种最典型的夹杂物Al2O3和TiN,以及二者在材料内部不同深度时的超声回波信号.研究了夹杂物类型和夹杂物深度对超声回波时域波形以及对界面波、夹杂物缺陷回波和底面回波频谱分布的影响规律

通过圆环压缩的有限元模拟和实验的方法分析了金属在高温下变形时的摩擦边界条件,分析了摩擦因数的大小对环形件压缩时变形和应力的影响.通过模拟计算和实验确定了摩擦的变化规律和金属热变形时摩擦因数的取值范围

采用脆性涂层法和电阻应变法实际测量了高温状态下高炉冷却壁的应力和应变.实测结果表明:由于冷却水管的非均匀布置,冷却壁中心位置应力较高,而四周应力较低,高炉冷却壁的应力分布,与有限元的应力分布计算结果的趋势和数量级相同.这种测量方法的应用为应力应变的理论计算提供了一种新的校验方法

利用有限元耦合场数值模拟计算方法进行了高温钢板纯水喷雾冷却的模拟,研究了射流出口高度和钢板表面温度对换热系数的影响.模拟结果表明:在其他参数不变的情况下,随喷射距离(在200~500mm范围内)的减小,换热系数总体呈增加趋势;随钢板表面温度(在1050~200K范围内)的增加,换热系数总体呈减小趋势

针对车轴多楔模具设计互联因素较多,运用有限元模拟与实验相结合的方法,对多楔内楔实际展宽量及多楔的衔接坡角进行了研究,并提出应用等效应变作为衡量楔横轧轧件表面及内部金属变形的均匀性标准,找到了车轴多楔模具的设计的最佳参数.研究结果为车轴实现以轧代锻提供基础,对优化楔横轧模具具有指导意义

利用有限元耦合场数值模拟计算方法,对大直径棒材穿水冷却过程进行了三维非稳态数值模拟,研究了冷却水流量对冷却效果的影响规律,并分析了决定冷却水流量的两个因素——冷却器入口截面积及冷却水流流速对冷却效果的影响程度.模拟结果表明:当流量相对较小时,流量的改变对冷却效果的影响较大;当流量增大到一定值后,随着流量的继续增大,对冷却效果的影响逐渐减小;冷却水流流速对冷却效果的影响程度大于冷却器入口截面积