刍议面向设计的机械原理教育改革探索

现在机械原理教学中，更为注重应用人才的培养，且已经成为了当前机械原理设计的目标。结合机械原理课程的作用，提出了相关改变课程的教学方法，在学生设计能力培养方面，提出了新的思路，并对此进行了分析及探索。经实践证明，这些思路及方法的科学使用，很大程度提升了学生的设计能力，且收效明显。

电磁制动对FTSC结晶器内流场和钢渣界面的控制

针对高拉速时薄板坯连铸结晶器内流场及钢渣界面不稳定问题,以某钢厂FTSC(flexible thin slab caster)结晶器和多模式电磁制动MM-EMBr(multi-module electromagnetic braking)系统为研究对象,采用LES+VOF模型对不同电磁感应强度条件下的结晶器流场进行多物理场耦合计算,重点研究在水口浸入深度为190 mm、拉速为6 m/min条件下不同磁感应强度对结晶器内流场和钢-渣界面的影响。研究结果表明,无电磁制动时,结晶器内流场随着冲击深度的增加由最初的双环流逐渐转变成单环流模式,钢渣界面不稳定,起伏波动大,最大速度值超过0.65 m/s,最大波高值超过40 mm,出现卷渣甚至“渣眼”现象,部分上返流钢液的湍动能转化为势能,使钢-渣界面位置逐渐上升,液渣层减薄;开启多模式电磁制动系统后,当水口正下方位置C处磁感应强度不低于0.09 T时,可以有效控制主射流的速度和角度,使窄面冲击点在一定范围内上下波动,从而控制结晶器内流场;随着磁感应强度的增加,结晶器内湍动能总值逐渐减小,当AB、C、DE的磁感应强度增加到0.17、0.15、0.12 T时,能将钢渣界面的最大速度值控制在0.30 m/s以内,最大波高值控制在10 mm以内,钢渣界面位置平均高度控制在-2~2 mm,钢渣界面的湍动能控制在0.045 J/kg以内,此时电磁制动效果最理想,结晶器内流场和钢渣界面的稳定性最好;继续增大磁感应强度时,结晶器内和钢渣界面的湍动能反而增加,这说明磁感应强度并不是越大越好,需要各模块协同配合才能达到最佳制动效果。

矩形钢坯结晶器浸入式水口结构设计与优化

以某公司矩形钢坯连铸机结晶器为研究对象,利用数值模拟和物理模拟相结合的方法,对结晶器内钢液流动及温度分布进行系统分析,分别计算不同浸入式水口倾角、浸入深度、拉速等条件下结晶器内钢液流动状态及热流分布,并对相应的工艺参数进行优化.结果表明,对于断面为150mm×330mm的矩形坯,最优的结晶器浸入式水口侧开孔形状为跑道形,内径30mm,侧开孔角度25o.