本课题利用有限元分析软件COMSOL Multiphysics，根据某设计院铝电解槽的设计图纸以及它的结构和物理参数建立了铝电解槽的电热场数学物理模型。而且在计算仿真时，本课题会按照槽体长轴和短轴将槽体切开，取整个槽体的四分之一进行计算仿真。在将铝电解槽的电热场看做稳态场的前提下，对电热场进行数学计算时，耦合计算导电的拉普拉斯方程和有内热源的导热泊松方程

塑性成形大螺旋齿形轴类件与其现有的切削工艺相比,有着节材高效的明显优势,但其均匀分度成形难度大.轧制过程中轧件滚动半径的变化幅度较大,基于此建立与传动比相关联的模具辊型曲线的求解方程.通过有限元数值模拟,对轧制过程中模具和轧件传动比的变化规律进行研究,得到较为合理的转速比变化规律和模具辊型曲线形态.以螺杆阴转子为轧制对象,通过定轴横轧实验实现其非对称大螺旋齿形的均匀分度成形,成功解决大螺旋齿形均匀分度成形难的问题

采用DEFORM-3D软件对无台阶端头轧件的成形过程进行了有限元数值模拟，并结合二次回归正交旋转组合设计法，研究了各工艺参数对无台阶端头轧件料头体积损耗的影响规律，得到了轧件料头体积的回归方程.研究表明，轧件的料头体积与轧制长度成正比，与展宽角成反比，在模具设计允许的条件下，宜选用较小的展宽角.通过轧制实验，验证了回归方程的可信度和影响规律的正确性

采用ANSYS/LS-DYNA软件,建立了斜轧零件基本变形过程的三维有限元分析模型,对不同工况下的斜轧过程进行了计算机数值模拟分析。仿真结果揭示了斜轧过程中轧件内部应力应变场的分布规律;导致Mannesmann缺陷的主要原因是在发生大塑性应变变形情况下,金属内部在承受交变应力作用下产生低周疲劳损伤和破坏

在对钢管中频加热过程进行理论分析的基础上,从麦克斯韦方程组和导热微分方程出发,考虑了材料物理性能随温度变化对加热过程的影响,使用Ansys软件建立了钢管电磁-热耦合分析的有限元模型,对钢管中频感应加热问题进行了数值模拟计算.计算结果中工件外表面温度与实测温度相差5.19%,吻合较好.提出了感应透热深度的概念,并以此区分钢管内感应加热区域和热传导区域.根据模拟结果讨论了钢管感应透热深度及温度分布的影响因素,并证明了双线圈感应加热工艺在工件温度分布、热效率及频率分配方面的合理性

结合方坯连铸机二冷各段的实际情况,采用有限元软件ANSYS建立了传热数学模型,并利用射钉结果修正数学模型中各段的传热系数,提高数学模型的准确性.结果表明,利用修正过的数学模型可以模拟整个铸机的传热凝固过程.根据射钉和数值模拟结果,确定电磁搅拌位置.采用电磁搅拌后,铸坯中心碳偏析和缩孔下降

确定了中厚板ACC冷却系统的换热边界条件,建立了钢板温度场和应力场有限元计算模型.利用现场实测数据对温度场计算结果进行验证,利用间接耦合方法对钢板的应力场进行计算.分析了不同集管开启方式、不同辊道速度和不同冷却介质温度对钢板热残余应力的影响规律

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

针对宽带钢冷连轧机首次应用的SmartCrown板形控制技术,通过对SmartCrown轧辊大量实测得到了轧辊磨损辊形,采用遗传算法建立了轧辊磨损预报模型,并利用ANSYS软件建立了三维辊系有限元分析模型,研究了磨损辊形对SmartCrown板形控制技术在服役过程中板形调控能力的影响,提出了新辊形使用工艺策略．

结合生产实际,采用ABAQUS显式动力仿真平台,对宝钢140mm全浮动芯棒钢管连轧过程中金属的变形及流动规律进行了仿真分析.分析结果表明:金属的横向流动主要表现为从孔顶区域流向侧壁区域;金属的纵向延伸主要发生在孔顶区域,且钢管外壁金属相对内壁金属向前滑移.孔型侧壁区域金属的横向堆积及纵向延展不充分是导致荒管壁厚不均的主要原因