《工程科学学报》：铝电解槽废阴极炭块电——热耦合处理过程数值模拟（北京科技大学）

研究了在没有压下辊的情况下滚压冲裁过程的运动学特性,据此提出了通孔滚压冲裁模具的设计方案.在此基础上,利用ABAQUS有限元软件进行了基于Shear Failure韧性断裂准则和任意拉格朗日一欧拉自适应网格技术的45号钢薄板滚压冲裁过程有限元仿真,分析了主要参数对断面质量的影响.仿真结果表明:方形孔滚压冲裁时,前后刃口依次经历板带弯曲、凸模压入、裂纹产生和发展、断裂和凸模拔出五个阶段;滚压冲裁断面的主要质量缺陷包括断面垂直度、毛刺、塌角、压痕等;影响滚压冲裁断面质量的主要因素包括侧隙、凸模高度、辊子半径等.减小标称侧隙和凸模高度、增大辊子半径均会使断面质量提高,其中又以对断面垂直度和毛刺高度的影响更为明显.对于45号钢一类的碳钢,后刃口标称侧隙以板厚的5%-10%为宜,前刃口标称侧隙可以更小:辊子半径应以大于板厚的100-150倍为宜;在保证板材完全断裂的前提下,应使凸模高度尽量减小

以半固态AZ91D镁合金浆料的流变性能的实验研究为基础，通过曲线拟合的方法建立半固态AZ91D镁合金的表观粘度的触变模型.根据此触变模型开发了半固态AZ91D镁合金触变压铸充型过程中的表观粘度计算程序，并嵌入在Castsoft软件中，实现了半固态AZ91D镁合金触变压铸过程的流场和温度场的模拟计算.模拟结果表明：充填速度和浆料温度对半固态AZ91D镁合金浆料的充填过程有显著影响，最佳充填速度的范围为2～5m·s-1，半固态浆料的最佳温度范围为570～580℃

废阴极炭块是铝电解槽大修时产生的一种危险固体废弃物，对其进行安全处置和资源化利用的关键是深度分离其中的有价组分炭和氟化盐.采用火法工艺对废阴极炭块进行处理，明确了氟化盐的挥发温度.基于氟化盐的挥发析出性质，设计了高温热处理电阻炉，并对其传热特性、控温规律以及氟化盐有效挥发区域进行了三维数值解析

数值模拟了吸附时间、吸附压力、进气量、吸附床高度等工艺参数对微型氧氮分离过程的影响,分析了氧含量沿吸附床的演变过程,结果表明:微型氧氮分离过程为一种短周期的变压吸附循环;吸附压力越高,吸附阶段结束时氧气浓度波锋面穿透吸附床的距离越长:进气量越大,要求吸附床高度越大:吸附床长度缩短会导致吸附阶段氧气浓度锋面穿透吸附床;从开始到循环达到稳定状态需要大约15个循环:要想获得较高纯度的产品气,必须保证氧气浓度波锋面前沿不移出吸附床;传质阻力对过程的影响非常大,不能近似认为是瞬时平衡过程

采用基于Monte Carlo Potts模型的仿真技术对单相多晶体各向同性晶粒组织进行了三维建模.利用OpeGL图形接口,在所建多晶体组织模型数据结构的基础上进而实现了三维可视化和任意角度观测.结果表明,所建几何图像模型可以很好地仿真预定细观组织结构参数的三维多晶体组织,不但满足模型化研究所要求的统计意义上的准确性,而且非常符合实际材料显微组织的多变性特征,可望用作细观尺度多晶材料加工过程数值模拟和细观力学计算的基本组织模型

应用有限元软件ANSYS研究了粉煤灰泡沫塑料复合保温材料(FP材料)的传热机理.材料导热系数数值模拟结果与实测结果具有很好的一致性,说明采用有限元方法可以实现对材料传热过程的数值模拟.根据分析结果,提出了对保温材料设计和制备时的一些建议

四川大学：材料成型及控制工程系课程教学资源《材料成型过程数值仿真模拟》教学大纲 Digital Simulation of Material Forming process

在弹塑性有限变形理论的基础上,应用大型通用有限元分析软件ANSYS对平三角孔型中轧件的变形进行了模拟.该分析软件是基于Newton-Raphson法的迭代过程,用一系列近似值逐渐收敛于实际的非线性解.为验证有限元模拟的准确性,还应用视塑性方法进行了实验研究.为保证实验精度,采用数控技术和激光技术刻制网格,并采用体视显微镜放大网格,以及采用计算机图像处理系统自动采集数据.计算结果与实验符合较好

建立了溶质原子在晶界的平衡偏聚、非平衡偏聚、晶界偏聚溶质向沉淀析出转化以及冷却速度等因素的晶界偏聚物理模型和数学模型.模型考虑了晶界及晶界附近扩展畸变区对溶质的吸附作用和吸附能力.对含硼0.0010%的Fe-40%Ni-B合金体系从1150℃连续冷却到640℃的过程中硼的晶界偏聚状态进行了模拟计算.计算表明,晶界区域硼富集因子在降温初期增加较快,随后增幅变缓,模拟数据显示过程中有晶界区域硼原子向晶内的反向扩散;当晶界上偏聚的硼转化为析出物时,晶界区域富集因子的增加再次变快.模拟计算结果与已发表的实验结果吻合较好