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Deform模拟计算加热炉铸坯温度分布,并通过‘黑匣子’试验验证,当加热时间为70 min时,铸坯心部与表面温差约66℃,80 min时降到15℃.模拟计算轧制和水冷过程心部和表面温度曲线,并通过测温仪验证,得出准确的摩擦热、塑性变形热以及水冷换热系数模型.采用Fluent模拟计算风机的风场,使用手持测风仪验证,再建立盘条搭接点温度模型,计算出风冷线上强迫对流换热、自然换热和辐射换热系数以及相变潜热,使用热成像仪测温验证.模拟与试验结果十分吻合

采用有限元方法对非淹没缝隙射流冲击区单相对流换热进行数值模拟.结合辊式淬火冷却的特点,分析了缝隙射流冲击区对流换热的影响因素如射流速度、射流出口距冲击板的距离(高度)、喷嘴宽度、射流出口速度方向与冲击板之间的夹角、水温等.结果表明:在淬火100 mm厚钢板时,经济实用的工艺参数为射流速度40~45 m·s-1,射流出口距冲击板的距离(高度)20 mm,喷嘴宽度2 mm,射流出口速度方向与冲击板之间夹角45°,水温10~35℃

利用非线性热力耦合有限元方法,对浇铸过程中结晶辊辊套的温度场分布进行了研究,并同时计算出了结晶辊的热变形.给出了浇铸稳定阶段的结晶辊温度场分布和热变形规律;分析了浇铸速度对结晶辊温度场和热变形的影响.通过分析得出,在浇铸稳定阶段结晶辊温度只在表层区域发生周期性变化,内部保持基本稳定,浇铸速度越低,周期性变化幅度越大

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

用ANSYS/LS-DYNA3D软件对楔横轧成形过程进行非线性有限元模拟,得到了轧件展宽段的变形特征及截面上应力应变分布规律.基于上述特征和规律,分析了轧件轴肩部分隆起及端头凹心产生的原因,为深入研究楔横轧的成形机理提供了依据

为了确定钛合金表面扩散焊接轴承钢硬化层的合适厚度,利用先进的纳米显微力学探针测量了材料的弹性模量.采用ANSYS有限元软件,对钛合金表面扩散焊接轴承钢硬化层在受压情况下的应力分布以及尺寸稳定性进行了分析,以此对轴承钢硬化层的厚度进行了模拟.结果表明,当轴承钢硬化层厚度在0.10~0.50mm内时,最大等效应力发生在镍与铜之间,容易引起界面处裂纹的产生;合适的轴承钢硬化层厚度范围应为1.00~2.00mm,最佳的厚度为1.50mm左右

为了解汽车半轴楔横轧机动态特性,提高设备整体性能和产品精度,应用ANSYS有限元动力学分析模块,得到了汽车半轴轧机的工作机座和主传动系统的固有频率和振型,并对汽车半轴楔横轧机动态特性进行了详细分析.结果表明,该轧机的工作机座和主传动系统的动态特性设计可靠

采用弹塑性大变形热力耦合有限元法,模拟薄板坯连铸液芯铸轧过程中的坯壳变形,指出液芯铸轧初始阶段坯壳较薄时铸坯纵向伸长可以忽略,但铸轧后期坯壳较厚时铸坯纵向伸长不能忽略.分析影响铸坯纵向伸长的主要因素,给出铸坯纵向塑性应变与坯壳厚度和压下率的关系

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