高速线材穿水冷却过程的传热分析及数值模拟

差分计算模型和水冷换热模型是影响高速线材温度计算准确性的两个主要因素。提出了一种新的离散化网格划分方式,并据此推导出具有表面温度节点的一维有限差分模型。采用Fluent软件模拟得出水冷管内冷却水的流速场,结合开冷温度对水冷温降的影响规律,构建了高速线材穿水冷却过程的非线性换热模型,并用现场实测数据验证了模型的精度,误差为±10%。结合差分模型和水冷换热模型研究了预冷段水冷参数对线材表面温降和心表温差的影响。结果表明:该模型可应用于线材水冷参数优化和在线水冷温控等。

四川某水库右坝肩滑坡成因机制及稳定性分析

拟建水库右坝肩处于由砖红色砂岩夹薄层或透镜状泥岩、粉砂质泥岩构成的斜向V形河谷中,无明显断层构造,雨水充沛且存在一古滑坡,经过调查,滑坡主要由滑坡堆积体和滑动面以及其下方的扰动带组成,滑坡区发育的纵向和横向结构面以及岩层面构成一楔形槽。认为滑坡的成因是暴雨下楔形槽内控制的滑移-拉裂破坏。经过定性分析,古滑坡天然状态是稳定的。采用极限平衡法计算古滑坡在天然状态、地震作用以及暴雨等工况下的稳定系数分别为1.45、1.39及1.27,由此可知滑坡在天然状态下是稳定的,地震作用对其稳定性影响不大,但暴雨作用下滑坡的稳定性有所降低。最后通过数值模拟再现了现阶段古滑坡的应力应变场和变形破坏特征。

高强钢拉伸样断口中心分层渐进失效分析

为探讨高强钢热轧板带在力学性能检验中出现严重的拉伸样断口中心分层现象,结合HG70C钢试验设计不同拉伸应力级别的试样,并通过金相检测和电镜观察拉伸样断口截面中心偏析带组织和裂纹的演变,从微观上分析拉伸样断口芯部分层的渐进过程,为改善钢材拉伸性能建立了实验依据。研究表明,中心偏析带颈缩阶段由于承受三向拉应力作用,导致珠光体带组织被拉长变细,并沿Z向扩展;分层断口裂纹是在应力加载过程中逐步产生的,当载荷超过屈服强度时,在芯部区域存在的大量铌钛夹杂物边缘处诱发微裂纹,随着拉伸应力的增大,微裂纹相互连接,形成裂纹孔洞贯通平台,最终产生层状分离断口。

CSP与常规热轧工艺生产Q345B钢带的组织性能对比

由光学金相和定量金相分析了CSP工艺和常规热轧工艺生产的Q345B的带状组织、铁素体晶粒尺寸及面积百分比等微观组织特征,研究表明CSP工艺生产的Q345B钢带的晶粒要细小,带状组织级别也小,CSP带钢边部和中部的组织及性能基本无差异。统计分析了工业生产条件下大量的力学性能数据,结果表明,CSP钢带的屈服强度较高,抗拉强度较低,屈强比和伸长率较大。

CSP流程生产Q345B钢带的机械性能和强化因素分析

通过定量金相和产品力学性能统计分析了CSP工艺（71mm铸坯）和常规工艺（250mm铸坯）生产的Q345B钢2．0～12．7mm板卷组织和晶粒特征、屈强比（YS—UTS）和延伸率。结果表明，CSP工艺生产的板卷的晶粒尺寸为7．03～8．78μm，晶粒度级别11．5～12．0，平均屈强比为0．77，延伸率为27．8％，较常规工艺生产的板卷高（分别为8．79～8．95μm，10．0～10．5,0．72和25．0％）。计算结果表明。

高碳钢线材组织与性能预报模拟软件的开发

为便于研究高速线材轧制过程中的工艺参数与组织、力学性能之间关系,在物理冶金学原理基础上,开发了针对现场生产的模拟软件。该软件可计算轧制过程中轧件温度的变化、微观组织的演变和最终的力学性能。工业应用结果表明,计算结果与实测结果吻合较好。

自由空间法分析介质蜂窝等效复介电常数

根据自由空间法介质材料介电常数测试原理,采用商用电磁场仿真软件给出了介质蜂窝材料等效复介电常数的分析方法,计算出了特定材料、格孔周期蜂窝材料的等效复介电常数。为验证方法的正确性,对等效介电常数的平板和相应的蜂窝的透射反射系数的幅度相位进行了比较,两者吻合良好。通过对宽带范围内蜂窝等效介电常数的计算表明,介质蜂窝具有微小的色散效应,随着频率增高,蜂窝的相对介电常数、损耗正切略微减小;蜂窝的磁介电常数接近为1,磁损耗正切接近为0。

高碳钢线材轧制组织和性能模型的应用

开发了用于模拟高碳钢高速线材生产过程中断面温度分布,奥氏体组织演变和产品性能的系统数学模型组。由实验确定的临界应变、奥氏体再结晶、斯太尔摩冷却线上奥氏体相变、组织和力学性能关系子模型耦合轧件温度场,构建了一个组织性能预报系统。该系统所计算出的轧制线上关键点钢材温度,奥氏体晶粒度和力学性能与实测值吻合较好。

材料成型及控制工程专业人才培养模式改革实践

在对材料成型及控制工程专业特色及其发展趋势的分析基础上,提出了对创新型人才培养的需求,分析了培养创新型人才所面临的问题。结合材控专业教学实践与用人单位的需求,在人才培养目标定位、课程体系设置,特别是"以项促学"创新实验教学模式和"工学交替"培养模式上进行了探索性实践,以期培养出具有创新型的材料成型专业人才。

计算流动应力的一种生产统计模型

分析了影响轧制力计算精度的主要原因,即来源于流动应力的准确性。说明了在实验室建立流动应力模型的特点。采用生产的历史数据,经过筛选、分档、整理后,用非线性方法回归出一种能与实际轧制条件相吻合的流动应力统计模型,由该模型计算的轧制力精度要比原模型高。该方法为利用生产厂的信息资源,改进轧制力预报精度提供了一条途径,且在工程应用中简便实用。

高碳钢线材轧后水冷换热过程的有限差分模拟

根据82B和72A钢Φ5.5～12.5mm高速线材轧后水冷传热特点,将水冷过程分成3个区域,并在水冷箱区域中根据环形喷嘴的开关状态,分别采用了水对流换热和水蒸气对流换热两种形式传热模型,建立了水冷过程按喷嘴个数分段处理的边界条件,通过有限差分模拟得出轧后水冷系统中线材断面的温度分布。通过实测温度值校正高碳钢线材水冷过程中水的对流换热系数,模拟结果表明,精轧机入口和吐丝机的预报和实测线材表面温度均值的绝对误差在±20℃以内。

82B高碳钢热变形行为研究

采用单道次热压缩实验方法,在Thermomaster-Z型热模拟试验机上模拟高碳钢高速线材热轧变形过程动态再结晶行为,测定82B高碳钢在变形温度为800～1 100℃、变形速率为0.1～50 s-1、变形程度为0～0.60条件下的真应力-应变曲线,利用曲线特征值确定高应变速率下的变形激活能,根据实验结果分析动态再结晶变形条件,建立动态再结晶状态图。

轧制过程分析工具——热连轧轧制力模型校正软件

在分析影响轧制力计算精度的诸因素基础上 ,提出一种模拟方法来校正热连轧精轧机组轧制力数学模型组 ,并利用实测数据结合操作经验增加了修正因子 ,提高了模型组的计算精度。采用该模拟软件 ,可对流动应力模型影响轧制力的程度进行分析 ,也可对传热模型影响轧制力的程度进行分析。

“控制轧制及控制冷却”课程教学实践与心得

介绍了"控制轧制及控制冷却"课程的基本特点以及教材选用情况。对教学内容进行适当的整合,在教学方法和手段上进行改革尝试,将启发式、互动式和开放式的教学方法应用于课堂。论述了实践教学在控制轧制及控制冷却课程中的重要性,把专业知识与生产实际有机结合起来,从工程实际出发,培养学生分析问题,解决问题的能力,建立性能-组织-工艺控制的思考模式;从学科前沿角度对相关课程教育教学起到一定引导作用。

口径积分法结合CST软件分析缝隙阵列天线罩

采用近场口径积分算法结合三维电磁仿真软件(Computer Simulation Technology,CST)仿真软件分析了带有多层介质天线罩的平板缝隙阵列.用CST对天线罩内的缝隙阵列天线进行仿真分析得到每个缝隙中心点的电磁场分布,对天线罩部分分析采用近场口径积分法分析天线罩部分对平板缝隙阵的影响.通过对该混合方法计算出的带罩平板缝隙阵列天线结果与CST全波仿真结果进行对比来验证该方法的正确性,结果表明:两者吻合很好.由于采用CST软件提取缝隙阵口径场考虑了阵元之间的互耦,较传统的理想阵元模型更加准确.混合方法避免了全波算法解决电大尺寸多层介质天线罩分析过程中耗费计算资源大、时间长的缺点.

一种壁厚渐变蜂窝宽带透波结构

采用介电常数渐变结构是一种有效实现宽带透波的方法。为实现介电常数随厚度变化,本文提出了一种壁厚渐变六边形蜂窝结构。根据蜂窝等效介电常数的近似计算公式和介质介电常数变化分布,计算出该渐变结构的几何参数。基于渐变线宽带匹配理论,对空气和高介电常数介质进行宽带匹配设计,从而得到介质介电常数随厚度渐变的分布规律。为验证该设计方法的有效性,采用CST商用仿真软件,对该结构的周期单元透波性能进行仿真。仿真结果表明该结构在垂直入射和大入射角情况下,具有良好的宽带透波特性。通过改变芯层材料厚度可以进一步调整宽带透波特性的起始频率。

82B钢奥氏体等温相变动力学方程的测定

在热模拟机上采用激光膨胀仪测定82B钢等温相变下的膨胀曲线,采用带晶粒尺寸修正的Avram i方程描述不同奥氏体化温度和不同等温温度下的转变体积分数-时间曲线。对动力学方程中的时间指数n和晶粒尺寸指数m与文献报道的数据作了对比。结果表明,用得到的动力学方程计算的相变值和实测值吻合较好。

热连轧轧制力计算精度模拟软件的开发

开发一种提高轧制力计算精度的软件。该软件可方便地引入操作者的经验及现场测量数据 ,在工程应用中能有针对性地校正轧制力模型 。

丙线和中子照射后小鼠小肠5-HT含量的改变及其与小肠运动的关系

本文观察丙线和中子全身照射不同剂量后小肠5-HT含量变化的动态过程,以了解和分析照后肠道活动的紊乱和肠套迭形成的部分原因。用LACA小鼠进行实验,照射源为60钴和原子反应堆中所产生的丙线和中子。结果观察到小剂量（600rad）丙线照射后5-HT在较小范围内波动。较大剂量（1500rad）照射后5-HT明显持续增高,可为正常的2—3倍。大剂量（50000rad）照射后5-HT低于正常水平。中子照射后的变化规律与丙线照射组相似,但5-HT的改变程度比丙线照射组为重。对比丙线和中子照后小肠5-HT含量变化,其相对生物效应（即RBE）约为2.5—3.0。即照后小肠5-HT如果发生同等程度的变化时,所需的中子照射剂量要比丙线剂量小得多。如在照前先给以氨巯基类药物能明显地减轻小肠5-HT含量的增高。本文对上述结果及其与肠运动的关系进行了讨论。

高碳钢线材轧制工艺参数对晶粒尺寸的影响

结合高碳钢线材的生产实际,利用物理冶金理论和实验模型,对奥氏体的变形-再结晶过程进行模拟计算,计算出各道次的奥氏体晶粒尺寸并分析变化规律。模拟计算结果表明,亚动态再结晶在粗轧和中轧阶段起主要作用,在轧制后半程,静态再结晶起主要作用。分析改变生产工艺参数对晶粒尺寸的影响以及晶粒细化的途径。为进一步的相变、性能预测提供指导依据。