针对锻造过程中钢锭内部裂纹缺陷的愈合情况进行研究,设计了裂纹愈合的实验室模拟实验与工业级模拟实验.通过在Gleeble热压缩试样中预制裂纹缺陷,研究了变形温度和变形量对内部裂纹愈合的影响,发现变形温度越高,变形量越大,内裂纹的愈合效果越好.为了验证Gleeble实验结果的准确性,保证其结果在实际锻造生产中的适用性,设计了锻件内部裂纹愈合的工业级模拟实验.结果表明在1200℃,变形量为40%时,可以有效焊合锻件内部裂纹

通过物理和数学模拟研究了一种新型中间包流控装置——阻流器对中间包内流场的影响.并通过同传统的单档墙、坝下中间包内流场的比较,得出阻流器可改变中间包内传统的流场,使钢液由长水口注入中间包后再返回自身,从而消除了中间包短流,发展了表面流,延长了滞止时间和平均停留时间,有利于中间包内夹杂物的去除.在较大的拉速下使用单档墙+单坝+阻流器的组合结构,效果更好.数学模型计算出的流场同水模型实验吻合较好

从物理机制与数学描述等方面分析了快速瞬态热传导与质扩散所存在的类似性,理论分析与实验结果均表明:快速瞬态热传导与质扩散具有类似的物理行为与相同形式的数学描述.通过理论分析给出了量纲为一数Hh,Hm及H1(H1=Hh/Hm),数值模拟了它们对温度分布与浓度分布的影响及温度分布与浓度分布的一致程度

铝镇静钢液浇注过程中，浸入式水口耐材内壁特征受到钢液侵蚀和夹杂物聚集影响，从近光滑壁面逐渐向多孔耐火材料壁面和含结瘤物的粗糙结瘤壁面转变，壁面形貌的变化影响边界层流场结构和氧化铝夹杂物的输运。采用物理模拟的方法在浸入式水口模型内壁镶嵌多孔耐火材料结构和含结瘤物耐材壁面结构，结合粒子图像测速技术研究不同特征壁面附近流场边界层。使用MATLAB耦合流场测速结果和氧化铝夹杂物运动数学模型，研究了不同特征壁面的流场边界层中氧化铝夹杂物的运动轨迹。使用象限分析法确定了浸入式水口边界层流场存在上抛和下扫事件。氧化铝夹杂物位于下扫事件区域时，朝向壁面运动，粒径为1 μm的氧化铝夹杂物在下扫事件中运动轨迹更接近壁面，增加了沉积的可能性；氧化铝夹杂物位于上抛事件区域时，远离壁面运动。多孔耐火材料壁面和结瘤壁面边界层内氧化铝夹杂物运动幅度大于光滑壁面边界层流场内氧化铝夹杂物运动幅度。壁面状态由近光滑壁面转变为多孔耐火材料和结瘤壁面时，流场边界层中下扫事件平面占比由10.17%增加到39.77%，上抛事件平面占比由32.96%减小到9.24%；同时，流场边界层中下扫事件发生的概率由25.83%增加到28.24%，这将加速氧化铝夹杂物在多孔耐火材料和结瘤壁面的沉积进程

采用快速划伤法对18-8Ti、316L不锈钢和Incoloy800合金在氯化钠溶液中的裸表面临界点蚀电位Ec进行了精确的测量。分析了金属裸表面上点蚀的形成机理,指出了裸表面临界点蚀电位的物理意义。研究表明,Ec与氯离子浓度成半对数关系。比较并分析了Ec与动电位法测得的点蚀击破电位Eb、保护电位Ep之间的关系。研究表明,Ec与Eb在不同pH值的氯化钠溶液中表现出相同的变化规律,并通过测得再钝化系数的变化规律来说明pH值对Ec和Eb的影响

运用变颈法解决密度测量过程中的表面张力影响问题,并且在一次测量中同时获得密度和表面张力两个重要的物理化学参数。文中首先推导出变颈法的计算公式,然后通过对乙醇水溶液以及丙三醇两个体系的测量,验证了本方法的正确性。对较高熔体密度的测量也取得了满意的结果

地下和边坡工程开挖常涉及岩体卸荷问题,采用ABAQUS软件中的扩展有限单元法(extended finite element method,XFEM)对开挖卸荷过程岩体内部裂纹的起裂扩展进行了模拟,通过计算裂纹尖端应力强度因子研究了其起裂特征,并探讨了起裂影响因素,通过记录裂纹扩展形态研究了其动态演化模式.结果表明,卸荷过程中卸荷速率越快,裂纹长度越长,倾角越大,其起裂越容易;并且裂纹面受到的正应力不断减小,剪应力不断增大,裂纹扩展主要由剪应力控制,这与理论分析结果一致.裂纹最终扩展演化形态也与物理试验相近,充分表明运用扩展有限单元法研究岩体裂纹问题的可靠性

在前人提出的二次枝晶臂等温粗化的四种物理模型的基础上建立了多元合金二次枝晶臂等温粗化动力学数学模型。将这些数学模型运用于Al-Cu-Fe、Al-Cu-Si、Al-Cu-Mn三元合金中发现它们与日本学者森信幸等人所作的实验结果相一致,说明它们是可信的。实验与理论分析表明,在多元合金凝固过程中局部凝固时间相同的条件下,溶质浓度的增加有利于二次枝晶臂的细化

本文介绍了连续铸锭凝固传热数学模型及文献中常见的几种不同的差分方程。导出了考虑小单元体内部和相邻小单元体之间热平衡的差分方程。介绍了计算机程序编制框图。并应用差分方程计算了连铸板坯结晶器凝固过程。讨论了热物理参数和操作工艺条件对结晶器钢液凝固过程的影响

基于热传导、热对流和热辐射理论建立了双陶瓷层热障涂层不透明和半透明物理模型,采用有限元ANSYS软件模拟了稳态温度场.双陶瓷层在不透明时,顶层厚度增加,顶层上表面温度线性增加,第二层和黏结层上表面温度线性降低.在半透明性弱时,与不透明情况类似.在半透明性强时,顶层上表面温度略低于不透明时,第二层上表面温度高于不透明时,黏结层上表面温度先快速后缓慢降低再保持不变,且远高于不透明时