从矿山工程数字化及可视化的角度,将地下矿山看作是一包含多种几何量、属性量、参数量和状态量的动态量场,称之为地下矿复合场.通过分析各类空间场量的几何特性、分布特性、矢量特性和时空顺序特性,给出了各类空间场量及其相互关系的表征方法,进而提出了基于体素的一体化数字模型.经空间场量体素化、定量化、场量化及一体化处理,形成了地下矿复合场的一体化模型构建技术.以国内某典型矿山的实际数据为例,实现了地表地形、断层和井巷工程等几何特性、矿石品位的空间分布特性、井下通风系统的矢量特性的三维可视化仿真及火灾蔓延的动态仿真,进而验证了地下矿复合场一体化模型的可行性与有效性

以Cr3复合铸钢支承辊为研究对象,采用差温热处理工艺制备满足性能要求的支承辊.研究了支承辊在差温热处理过程中的温度分布情况,分析了轧辊工作层的硬度和组织,运用已开发的淬火温度场模拟系统对支承辊油淬过程温度场进行模拟,并将模拟结果与实测结果进行了比较.结果表明:使用差温热处理工艺可使支承辊的辊芯和辊身在加热完成后得到不同的温度,从而使其在随后的淬火过程中得到不同的组织.支承辊经差温热处理工艺加热后,轧辊工作层内的硬度和组织均满足使用要求.运用已开发的淬火温度场模拟系统对支承辊油淬过程进行模拟,模拟结果与实验结果相吻合,证明该系统具有较高的可靠性,可用于热处理工艺优化,能够为实际生产提供定量的参考依据

针对首次采用的兼有HCW和WRS两种机型特点的武钢2250热轧带钢平整机在平整过程表现出的工作辊磨损严重且不均匀、工作辊存在特殊的弯辊调节现象等问题,由连续跟踪测试发现该平整机在轧制服役过程中存在典型的\W\形工作辊磨损规律,通过定义磨损影响系数对\W\形磨损进行了分析.研究了工作辊磨损、工作辊窜辊和弯辊对板形调控的综合影响,并通过实验证明最终解释了热轧平整机特殊的弯辊调节现象.指出随着工作辊磨损的加剧,工作辊形成了特殊的\W\形磨损,使工作辊在板宽范围内形成了一定量的正凸度,造成辊缝凸度减小,必须通过使用工作辊由正弯辊向负弯辊逐渐变化的调节手段来增大承载辊缝凸度,以补偿平整过程中工作辊磨损和窜辊引起的承载辊缝凸度的减小,从而保证承载辊缝凸度的相对稳定

研究了含Fe-Mo-B预合金粉的铁基合金的温压和液相烧结行为,分析了成形温度和压制压力对压坯密度的影响,对比了不同Fe-Mo-B预合金粉含量下烧结前后试样的密度和显微组织．结果表明:与常温成形相比,温压能够明显提高压坯密度,在120℃时含10%和15．4% Fe-Mo-B预合金粉的压坯密度分别提高0．34g·cm-3和0．32g·cm-3;混合粉中加入一定量的Fe-Mo-B预合金粉,压坯烧结时可形成液相烧结,促进材料的致密化,密度最大可达7．49g·cm-3,其相对密度为97．74%,并可获得典型的贝氏体组织．

针对钢铁厂物质流和能量流对能耗同时产生影响的问题,建立了能耗瓶颈诊断模型.模型分别用钢比系数和工序能耗衡量物质流和能量流,其功能是将吨钢综合能耗的变化分解为钢比系数的变化和工序能耗的变化,从而将两种因素的影响相分离,寻找能耗瓶颈.模型分析通过三步进行,分别针对总流程、区域和工序,形成了系统的分析体系.同时,提出了贡献指数的概念,以定量地描述各个因素对吨钢综合能耗的影响大小.利用该模型对某钢厂2001年和2007年的能耗指标进行实例分析,找出了相应的能耗瓶颈为炼铁区域和轧钢区域钢比系数的增加与炼钢区域工序能耗的上升,并提出了增加热送热装比、降低加热炉燃料消耗等节能对策

生产中发现原本板形良好的镀锌后带钢,经过卷取成卷运至下道工序(彩涂)再开卷后,带钢边部出现了严重的密集边浪,使带钢因无法涂层而成废次品.通过现场实测分析和运用逐层迭代法对卷取过程中带钢弹性变形行为解析求解,以及定量研究钢卷卷取层数、卷取张力、带钢厚度和板廓负凸度等因素对带钢在卷取状态下的应力场和位移场的影响,揭示出产生这一现象的力学背景.以解析分析结果和现场实测结果为依据,提出了卷取工艺参数的改进方案并投入生产使用,彻底消除了卷取过程产生的带钢边部板形缺陷,使机组的产品板形质量和成材率明显提高

将直径为5 mm的混合烧结Al2O3陶瓷球安装在高温滑动摩擦试验机夹持工具上与耐磨钢组成摩擦副, 研究了耐磨钢与氧化铝陶瓷球在200~300 N、100~400 r·min-1不同载荷下的滑动摩擦行为.结合X射线衍射分析技术和扫描电镜等分析手段研究了NM400和NM500两种耐磨钢在室温~300℃下摩擦界面处材料的氧化物形成、磨损表面形貌和显微组织等行为.随温度升高, NM400和NM500的摩擦系数仍然处于0.27~0.40的范围内, 但两者的平均摩擦系数分别从0.337、0.323逐步降低至了0.296和0.288.在300℃时, 氧化物的产生是摩擦系数略有下降的主要原因.随着温度的升高, 摩擦行为首先以磨粒磨损为主, 随后逐渐发生氧化物的压入-剥离-氧化现象, 使磨损速率略有降低.通过高温摩擦磨损行为与微量氧化模型的分析发现, NM400和NM500钢在室温至300℃的磨损机制是磨粒磨损、挤压变形磨损以及微量氧化物磨损的共同作用.NM500钢表现出更加良好的耐磨性能主要原因是其硬度强度高于NM400钢.在高强微合金马氏体耐磨钢中添加少量合金元素, 使其在高温摩擦过程中产生一定量稳定附着的氧化物, 在一定程度上能够起到降低磨损率的作用

建立了球轴承ADAMS多体动力学模型，考虑轴承各元件之间的相互碰撞作用及摩擦力，分析了变工况下动量轮用球轴承的保持架质心的涡动行为，对保持架的运行稳定性做出了定量的分析。讨论了轴承启动加速度大小、轴向载荷和有无重力场对保持架稳定性的影响。结果表明轴承启动加速度增加，缩短了轴承启动过程的时间，引导面对保持架的引导作用增强，较高的转速更有利于保持架运行的稳定，但较大的启动加速度使得轴承摩擦力矩较大；轴向载荷升高加剧了滚动体与保持架的碰撞，增加了保持架的涡动状态，而且轴向载荷的增加使得轴承摩擦力矩增加；失重状态下保持架与套圈的碰撞加剧，保持架涡动增加

采用经典弹性力学方法建立了金属层合板翘曲解析计算力学模型，获得了厚度方向不均匀延伸与板形翘曲之间的定量关系；并分别建立了在线和离线两种状态下金属层合板翘曲变形的有限元数值模拟模型，对解析计算力学模型进行了验证；在此基础上，揭示了金属层合板产生板形翘曲缺陷的力学根源以及各因素对金属层合板板形翘曲缺陷演变的影响规律，同时对比分析了双层和三层结构层合板与均质板的翘曲变形差异以及铜/碳钢层合板与不锈钢/碳钢层合板二者之间的翘曲变形差异。研究表明，金属层合板翘曲高度与延伸差、厚度比呈正比关系，与厚度呈反比关系，且基层与覆层的切变模量相差越大，厚度比对金属层合板翘曲变形的影响越大。基于数值模型，模拟研究了层合板在理想均匀分布的初始温度下，历经去应力退火过程时，其板形翘曲的变形行为及规律，并与均质板进行比较。最后，在工业生产现场取样已翘曲层合板，通过测量其弯曲变形量进而反求其初始延伸差，验证了解析计算力学模型的准确性

为研究隔热隔音超细玻璃纤维棉燃烧火焰蔓延特性，采用火焰蔓延特性测试仪探究玻璃纤维棉暴露于辐射热源和明火条件下燃烧火焰蔓延特性。结果表明：当点火时间从15增大至85 s，火焰沿Y轴正向蔓延最远距离从280增至435 mm，火焰蔓延速率整体呈现先减小、后增大、再减小趋势，分析认为火焰蔓延速率中途会增大是因为试样在制样时切割出切口，使局部氧气在一定程度上得到补充。随辐射板温度在700～820 ℃范围内增大，火焰沿Y轴正向蔓延最远距离从280不断增大至390 mm，增幅达110 mm，说明增大辐射板温度对促进火焰蔓延有显著作用，而火焰沿Y轴正向蔓延最远距离的增长速率不断减小。通过监测燃烧过程中不同位置玻璃纤维棉内部实时温度，得到距离点火源越近的监测点温度整体偏高，同时最高温度出现的时间大于点火时间。得到火焰沿Y轴正向蔓延最远距离与玻璃纤维棉厚度的定量拟合曲线，得到玻璃纤维棉厚度在12～48 mm越大，对阻止火焰蔓延与扩散的效果越明显，分析认为这是由于大厚度玻璃纤维棉在燃烧时，有更多热量沿内部厚度方向传播，从而减小了火焰热量沿Y轴正向的传播速度和蔓延距离