本文对刚塑性有限元的初速度场及收敛性进行了专门的研究和改进。用于解决轧制工程问题,计算精度较高、CPU时间较少,它是一种可靠的理论分析方法

目前密集冷却工艺已广泛用于生产高强度带钢,但是该技术冷却速率较快的特点易造成带钢冷却不均匀等问题,导致带钢残余应力过大,进而产生边浪等板形缺陷.本文利用有限元方法,使用ABAQUS有限元软件建立某700 MPa级高强度带钢在密集冷却工艺下的模型,实现温度-相变-应力耦合计算,并进行多个实验验证了模型的准确性.通过修改有限元模型边界条件和初始条件,研究边部遮挡和初始温差对带钢层流冷却阶段产生的残余应力分布的影响规律.对于减小带钢层流冷却过程中产生的残余应力,减小带钢进入层流冷却前的初始温差更加有效.本研究成果经过现场试验验证,可靠性较高,可用于指导该种类型高强带钢生产,以减少带钢的残余应力,提高带钢板形质量

等效换热系数是热连轧机工作辊温度场仿真模型的核心输入参数，多采用遗传算法优化得到，某1800 mm 热连轧机存在品种、规格交替轧制，等效换热系数的准确计算比较困难.选取多组典型工艺条件下的工作辊下机后表面温度作为优化目标，采用多目标遗传算法进行优化，并通过改变遗传算子有效避免了算法早熟及局部收敛等问题，获取了具有较强适应性的等效换热系数.仿真和实测数据的对比结果证明了优化模型的可靠性.利用仿真模型分析了主要工艺参数对工作辊热凸度的影响，并提出同宽交替时，工作辊热凸度随轧制进程呈指数变化，而在品种、规格交替编排轧制工艺下相邻带钢轧制时工作辊热凸度存在6-21.8μm 的波动，且随轧制进程趋于稳定

本文介绍一种新的混合离散变量优化方法及通用程序。该程序适合于求解含有整型、离散型和连续型变量的最优化问题,能给出符合工程要求的规格化最优解。本程序经用30个工程设计和数学问题的考核与评定,证明这种具有多功能的组合型算法和程序,其解题的可靠性,若按最优解的目标函数值的精度在10-2以下统计,达到100%。文中还简介了本程序在两个工程设计问题中的应用

根据钢管斜轧过程的变形特点，利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对Accu-Roll轧管机热轧奥氏体无缝钢管的轧制过程进行有限元数值模拟.通过模拟仿真计算，分析无缝钢管截面的变形特点及轧制力和应力应变分布的变化规律，通过将模拟结果与实测数据进行比较，验证了模型的可靠性.模拟结果表明，在轧制过程中孔型形状不当易造成双鼓形，整个轧制过程中最大轧制应力为403.4 MPa，最大等效应力值为231.8 MPa

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

旋转机械设备的维修策略对于维护机械设备运行状态,保障产品生产质量有着重要意义,并且直接影响企业经济效益.频繁维修虽可以保障设备状态,但随之会带来高昂的维修成本;检修周期过长虽然可以降低维修次数,减少维修成本,但是设备状态却难以保证.本文提出了一种基于峭度指标的故障预警方法以及基于模糊C均值方法的实时维修策略优化方法.通过监测峭度指标变化,可以成功捕捉机械设备的早期故障特征,再使用模糊C均值方法,评估设备状态,将其结果视为设备运行可靠性指标,根据企业效益最优化的维修建议准则,对设备的维修策略做出实时建议.对某钢厂的设备状态监测数据分析验证,结果表明,本文提出的基于实时维修策略优化方法的维修建议更加适用于现场设备的管理,节约了监测成本,使得企业效益更优

基于离散元理论和PFC3D程序构建放矿模型,探究多放矿口条件下崩落矿岩流动特性,实现多放矿口条件下放出体及矿石残留体形态变化过程的可视化.同时,将模拟结果与已有研究结论进行对比分析,验证基于PFC程序的放矿模型在崩落矿岩流动特性研究中的可靠性.放矿PFC模拟结果表明,多放矿口条件下放出体形态会因各放矿口间的相互影响而产生交错、缺失等程度的不同变异,并不是一个规则的椭球体.在单一放矿口和多放矿口条件下,放出体高度的变化趋势均可概括为两个阶段:在放矿初始阶段,放出体高度呈指数形式快速增加,随放矿量的增加,其增长率逐渐减小;随后,放出体高度将随放矿量的增加而呈线性增长的趋势.矿石损失率随放矿口尺寸及崩落矿石层高度的增大而减小,随放矿口间距的增大而增大.当相邻放矿口间产生相互影响时,平面放矿方式与立面放矿方式相比,其矿石残留量更小,且崩落矿岩接触面呈近似水平状态下降

为实现建筑用玻璃与可伐合金的可靠激光封接,本文针对影响封接质量的主要因素(温度、时间、粗糙度及氧化层)对两者润湿性能的影响开展了研究.当保温温度由800℃提高至900℃,液态玻璃黏度降低致使其在可伐合金表面的流动性增强,润湿角由69.5°降低至31.1°.在850℃下延长保温时间(5~40 min),液态玻璃在低黏度条件下有充分的时间铺展,润湿角降幅为30%.随着可伐合金表面粗糙度的提高,液态玻璃向四周扩散需要克服的势垒增加,当粗糙度值Ra由0.186μm升至0.563μm时,润湿角由46.9°升至69.5°.由于可伐合金表面氧化层可与液体玻璃发生扩散而形成较强离子键,使得两者润湿性能显著提高,润湿角降低幅度达到23.6%.因此,在实际激光封接过程中,增加保温温度和时间、降低钢板表面粗糙度及钢板预氧化处理将有效地提高玻璃与钢板的润湿性能

为解决W型辐射管NOx排放过高的状况，运用数值计算的方法，研究了具有两级空气分级的W型辐射管NOx排放情况，经验证，模型可靠.探讨了不同稀释剂、分级稀释以及高温稀释情况下对NOx排放的影响规律.分析以N2和CO2作为稀释剂的区别，发现以CO2作为稀释剂更能抑制NOx生成，在保证火焰稳定的情况下适当增加稀释体积分数可以使出口NOx降低到4×10-5以下.通过采用分级稀释，发现二级风与一级风相比，更能减少NOx排放.通过高温预热空气添加稀释剂的模拟，发现即使空气预热温度达到1000℃以上，也可以通过增加稀释体积分数将出口NOx控制排放在1×10-4以下