北科大層流冷卻過程中帶鋼溫度場的有限元模擬

文章根據(jù)濟(jì)鋼中厚板廠的實(shí)際生產(chǎn)工藝,利用msc.marc大型有限元軟件,建立了低合金寬薄板有限元軋制模型,模擬了寬薄板的軋制過程的溫度場的變化規(guī)律,模擬結(jié)果和實(shí)測結(jié)果非常接近,各道次表面溫度與實(shí)測值最大溫差在15℃,分析了不同變形參數(shù)對溫度場的影響規(guī)律。

根據(jù)b4c和裝甲鋼的釬焊,建立二維真空釬焊傳熱有限元模型,該模型同時(shí)考慮了輻射和熱傳導(dǎo)傳熱、材料熱物性隨溫度變化等因素的影響,并在此基礎(chǔ)上簡化了邊界條件,利用ansys軟件對真空爐內(nèi)的溫度場進(jìn)行計(jì)算模擬,得到了接頭附近的溫度分布,同時(shí)分析了釬焊溫度和保溫時(shí)間對接頭中心溫度場的影響。模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本一致,說明本模型是比較有效和可靠的。

對某住宅大樓基礎(chǔ)底板混凝土的澆筑溫度場進(jìn)行有限元仿真分析,同時(shí)考慮當(dāng)?shù)貙?shí)際條件等因素。結(jié)果顯示所建立的有限元分析模型可以較好地仿真實(shí)際混凝土溫度場。

對某住宅大樓基礎(chǔ)底板混凝土的澆筑溫度場進(jìn)行有限元仿真分析,同時(shí)考慮當(dāng)?shù)貙?shí)際條件等因素。結(jié)果顯示所建立的有限元分析模型可以較好地仿真實(shí)際混凝土溫度場。

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多工位連續(xù)鍛造過程的有限元模擬

以彈塑性大變形有限元理論為基礎(chǔ),對c型鋼成型過程做出合理簡化,建立分析模型.利用marc軟件對c型鋼輥彎成型進(jìn)行了三維有限元數(shù)值模擬,分析得出了c型鋼在成形過程中變形區(qū)應(yīng)力、應(yīng)變的分布規(guī)律.

通過焓法模型和相變熱力學(xué)和相變動(dòng)力學(xué)模型來研究分析熱軋帶鋼在層流冷卻過程中的能量變化，利用層流冷卻過程中帶鋼的溫度場和熱焓場的計(jì)算結(jié)果來預(yù)測帶鋼冷卻后的溫度，并驗(yàn)證熱軋帶鋼層流冷卻過程并非帶鋼溫度下降的過程，而是帶鋼能量傳遞給了周圍的環(huán)境。

本文針對鋼筋在彎曲過程中的大變形及非線性的特點(diǎn),運(yùn)用有限元分析軟件ansys/ls-dyna建立了鋼筋彎箍系統(tǒng)的有限元模型,對鋼筋的彎曲過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,并分析了鋼筋在不同時(shí)刻的彎曲應(yīng)力變化情況。當(dāng)鋼筋彎曲角度接近于零時(shí),鋼筋產(chǎn)生的最大應(yīng)力發(fā)生在與彎箍轉(zhuǎn)套接觸部位;隨著時(shí)間的增大,與箍筋模接觸部位的應(yīng)力迅速增大,且應(yīng)力最大值逐漸由鋼筋的邊緣部位向中心部位靠近。

采用msc.marc/autoforge3.1軟件中的三維大變形熱力耦合彈塑性有限元分析模塊,對方形合金鋼軋件在箱形孔中熱變形的特點(diǎn)和溫度分布規(guī)律進(jìn)行了有限元模擬研究,得出的結(jié)果與實(shí)際測定一致。

利用有限元方法對工字鋼軋后控制冷卻過程進(jìn)行模擬,通過設(shè)定與實(shí)際冷卻過程相符的初始條件和邊界條件,獲得軋件在冷卻過程的瞬態(tài)溫度場分布。有限元模擬結(jié)果與實(shí)際結(jié)果吻合較好,驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。應(yīng)用模擬結(jié)果將現(xiàn)有自然空冷的冷卻工藝優(yōu)化為空冷與水冷相結(jié)合的控制冷卻工藝,改進(jìn)后的冷卻工藝顯著改善了工字鋼斷面溫度場分布。

應(yīng)用有限元軟件superform2002對經(jīng)熱軋后的h型鋼在冷卻過程中溫度的變化進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬,得到了h型鋼在冷卻過程中溫度場的變化規(guī)律。分析了相變對溫度場計(jì)算的影響,并把計(jì)算值與實(shí)測值進(jìn)行了對比,其結(jié)果表明:計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值吻合得較好。

利用有限元分析方法,模擬計(jì)算汽車變速箱用離合器盤tig焊條件下焊接溫度場分布及熔池形態(tài)。采用等密度分布體積熱源模擬tig焊時(shí)在強(qiáng)電弧作用下所形成的熱源。結(jié)果表明,采用簡化的熱源模型,可以實(shí)現(xiàn)對tig焊接溫度場分布進(jìn)行比較準(zhǔn)確的預(yù)測,為進(jìn)一步計(jì)算殘余應(yīng)力分布和變形打下基礎(chǔ)。

借助ansys有限元分析軟件,進(jìn)行了溫度場模擬,并建立了圓鋼溫度場預(yù)報(bào)模型.研究了圓鋼環(huán)縫旋流控冷過程的熱邊界條件,分析了4種情況下圓鋼溫度場的分布及其變化規(guī)律.結(jié)果表明,相比常規(guī)控冷圓鋼的晶粒度有明顯細(xì)化,獲得了圓鋼在環(huán)縫旋流兩級控冷過程中的溫度-時(shí)間歷程曲線及其組織變化特點(diǎn).模型的溫度場數(shù)值模擬的結(jié)果與現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合良好.分析結(jié)果對于掌握圓鋼的冷卻規(guī)律、優(yōu)化圓鋼控冷工藝,以及開發(fā)新控制冷卻技術(shù)具有實(shí)際指導(dǎo)意義.

采用有限元方法,對火災(zāi)下壓型鋼板-混凝土組合樓板的溫度場進(jìn)行了分析,得到了瞬態(tài)溫度場分布云圖及溫度隨時(shí)間變化的曲線,并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,二者吻合較好.表明所建立的計(jì)算模型合理、模擬方法正確、可行;同時(shí)比較了兩個(gè)不同仿真模型的計(jì)算結(jié)果,從而得出最佳計(jì)算模型,為計(jì)算火災(zāi)下構(gòu)件溫度場提供了實(shí)用的方法;對研究組合樓板抗火性能具有重要意義.

本文考慮了熱軋高強(qiáng)度無縫鋼管的幾何對稱性,分析了無縫鋼管材料的化學(xué)成分,測量了材料的熱傳導(dǎo)率、比熱及對流換熱系數(shù),采用有限元法對無縫鋼管的淬火過程的溫度場進(jìn)行了數(shù)值模擬,得出了淬火過程中管體內(nèi)的溫度分布及變化情況,模擬計(jì)算結(jié)果與實(shí)際測量以及工廠的生產(chǎn)實(shí)際較為接近,對工廠的熱處理工藝制定和預(yù)測產(chǎn)品質(zhì)量具有重要的指導(dǎo)意義,同時(shí),也為進(jìn)一步研究無縫鋼管淬火后的殘余應(yīng)力分布情況提供了有力的依據(jù).

通過對頂管施工過程中的地層變形進(jìn)行三維有限元模擬,探討了頂管橫向和縱向地層隨開挖掘進(jìn)面前進(jìn)的變形規(guī)律,并對不同深度地層變形進(jìn)行了比較,得出一些結(jié)論,為采取措施減小地層變形提供了借鑒。

針對扭臂模鍛成形過程,采用三維剛塑性有限元法進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了金屬的塑性變形行為,對可能產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行預(yù)測,給出了等效應(yīng)力、等效應(yīng)變的分布情況,從而為工藝制訂和模具設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

在綜合考慮了現(xiàn)有的有限元模擬方法的基礎(chǔ)上,對部分仿真模擬細(xì)節(jié)進(jìn)行了改進(jìn),改進(jìn)了水平荷載的施加方法,用\"等代層\"來模擬盾尾建筑空隙,用預(yù)設(shè)單元的剛度遷移來模擬盾構(gòu)的推進(jìn)過程。通過對某地鐵隧道盾構(gòu)施工過程的模擬,分析了盾構(gòu)推進(jìn)過程中地表土體的位移與變形,計(jì)算得到的隧道橫斷面和隧道縱向地面沉降分布曲線與實(shí)測數(shù)據(jù)比較接近,結(jié)果證明了模擬方法是可行的。

本文對管坯內(nèi)高壓成形過程有限元模擬的基本理論進(jìn)行介紹,并對涉及到的一些關(guān)鍵技術(shù)及有限元模擬步驟進(jìn)行說明。以不帶凹槽的球閥閥芯為研究對象,根據(jù)模具及管坯的具體參數(shù),建立相應(yīng)的有限元模型,設(shè)置內(nèi)壓力及軸向喂入量加載曲線,進(jìn)行有限元關(guān)鍵技術(shù)的驗(yàn)證。模擬及真實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,對應(yīng)于三種加載路徑中管坯的應(yīng)力應(yīng)變變化過程基本能反應(yīng)成形過程中的真實(shí)情況,有限元的模擬基本準(zhǔn)確可行。

采用有限元軟件msc.superform對角鋼熱連軋過程進(jìn)行有限元模擬。介紹了模擬過程中的模型建立、材料參數(shù)、邊界條件以及載荷的定義,分析了軋制過程中軋件溫度場的分布和變化過程,分析結(jié)果對制定角鋼熱連軋過程的溫度制度提供了有效參考。

文章以浙江省某高速公路連拱隧道為工程背景,應(yīng)用ansys有限元程序?qū)ζ涫┕と^程進(jìn)行了研究,得出隧道圍巖、噴混凝土、錨桿、中隔墻的應(yīng)力、應(yīng)變、位移隨施工過程的分布規(guī)律。另外,通過采用不同的支護(hù)方式和不同的開挖順序的模擬,得出了應(yīng)力、應(yīng)變和位移的變化規(guī)律。其結(jié)論可為連拱隧道的設(shè)計(jì)、施工提供參考。