虚拟仿真实验在大型仪器设备开放共享中作用的探讨

分析了高校大型仪器设备开放共享中仪器设备数量不足、利用率低等问题。总结了虚拟仿真实验在大型仪器设备的开放共享中所能发挥的积极作用:为大型仪器设备提供开放共享的信息窗口;培训用户的实验操作技能,为大型仪器设备的开放创造条件;通过开发虚拟实验,增加其在实验教学中的开放应用;经过虚拟仿真实验训练,节约实体实验时间,从而提高大型仪器设备的工作效率。

材料虚拟仿真实验中心建设及共享的思考与实践

通过材料虚拟仿真实验中心的建设实践,发现取得虚拟仿真实验建设成果,首先要充分反映学科的要求及特点,科学规划建设内容;其次要与信息技术紧密结合,把优质实验资源数字化、网络化、智能化;再次要坚持虚实结合的原则,提升实验教学效果。虚拟仿真实验教学资源的共享也是材料虚拟仿真实验中心建设的重要内容,可以避免重复建设,提高教学资源的使用效益。创建开放的共建共享信息平台、与高新技术企业紧密合作广泛推广应用等,都是虚拟仿真实验教学资源共享的有效方法。

变形能对奥氏体相变临界核胚尺寸的影响

针对利用变形诱导铁素体相变来细化晶粒这一材料研究领域的新方向 ,基于热力学原理 ,考虑变形诱导相变因素时 ,对奥氏体—铁素体相变在不同条件下形核的临界核胚尺寸进行了模拟计算 ,从相变时形核这一角度对变形诱导的铁素体相变进行了分析 ,比较了变形存储能对临界核胚尺寸的影响。计算表明 ,变形能的加入可以使临界核胚减小 。

奥氏体未再结晶区变形对铁素体晶粒尺寸影响的数值计算

以软件Thermo-Calc所得到的热力学参数为基础 ,并考虑变形存储能的影响 ,编制了一个奥氏体连续冷却相变分析程序。它可用于预测奥氏体非再结晶区变形和以不同冷却速率冷却时的转变过程及最终组织。

变形对奥氏体→铁素体相变影响的热力学数值模拟

根据热力学理论,借助Thermo-Calc软件,对不同成分钢材的变形奥氏体→铁素体相变进行了热力学数值分析,并在Gleeble 2000热模拟试验机上进行了压缩变形试验,将试验结果与模拟结果进行了对比。结果表明:变形使奥氏体→铁素体平衡转变温度升高,相变的驱动力增大,促进了转变的发生;变形使奥氏体相中碳含量上升;模拟结果与试验结果相符。

低合金钢奥氏体连续冷却过程中组织演变的预测

以热力学理论和形核生长理论为基础,对低合金钢奥氏体在连续冷却过程中的组织演变进行了数值分析。热力学计算使用软件Thermo-Calc来完成;根据"形核长大"和"位置饱和"机制,采用Cahn的相变动力学理论和Scheil叠加原理建立了铁素体相变动力学模型;以"位置饱和"机制建立了珠光体和贝氏体的相变动力学模型。模型的预测结果与实验数据基本相符。

材料虚拟实验室的建设与实践

现代信息技术的快速发展正推动着教育信息化的发展,通过虚拟实验室建设实现优质实验教学资源数字化也是教育信息化的一个发展方向。材料虚拟实验室建设,一方面可以作为当前实验教学的深化和补充,另一方面也为优质实验教学资源共享提供了有效途径。材料虚拟实验在教学中的应用表明,虚拟实验对学生的学习有明显的促进和提高作用。

变形温度对X52管线钢晶粒细化的影响

为使X52管线钢产品晶粒组织细化,综合性能提高,研究了X52钢变形温度对组织细化及超细晶粒产生的影响。热模拟试验发现,变形可使X52管线钢细化晶粒,并促使超细铁素体晶粒在A3温度以上出现,而且变形温度越低,越有利于超细晶组织的形成。

低碳钢变形诱导超细铁素体组织的数值分析

根据低碳钢变形诱导铁素体相变是以单一“形核长大”机制转变的现象,建立了分析变形诱导铁素体相变过程的模型,在模型中引入一个与变形有关的因子(1+ε)n,以体现在高于A3温度时变形使相变驱动力明显增大的作用,同时考虑了变形对形核位置以及扩散的影响。利用这一模型对低碳钢变形诱导超细铁素体相变试验进行数值分析,并对计算结果与试验结果进行了比较。

实验教学示范中心与虚拟仿真实验教学中心相互融合协同发展

国家级实验教学示范中心的建设,极大地推动了我国高等学校实验教学改革和实验室建设,促进了高校优质教学资源的整合和共享,但是,又面临着如何持续发展的新课题。随着近两年虚拟仿真实验教学中心建设工作的开展,推进虚拟仿真实验建设、应用和推广以成为实验教学示范中心可持续发展的重要途径和动力。虚拟仿真实验教学中心建设需要结合学科专业特点,为实验资源的共享创造条件;构建"虚实"结合的实验教学模式,使实验教学示范中心与虚拟仿真实验教学中心相互促进、互为补充、协同发展。

综合热处理虚拟实验的设计与应用

以综合性设计性实验课"结构钢的成分、工艺、组织与性能综合热处理"为基础,设计并建成了结构钢的成分、工艺、组织与性能综合热处理虚拟实验;介绍了热处理综合性、设计性虚拟实验的设计和实现方式。虚拟实验不受实验时间、空间和硬件资源限制,在很多方面具有真实实验不具备的优点。对比实验教学效果表明,虚拟实验应用于辅助实验教学可弥补真实实验教学的不足,明显提高实验教学质量。

从问卷调查看实验中心对大学生科技创新活动的重要作用

大学生对自身科技创新意识与能力的期望值逐步提高,对高校实验教学与管理工作提出了新的挑战。为此,北京科技大学近期开展了一次针对大学生科技创新意识与能力现状的问卷调查,发现多数学生希望在本科生科研训练计划、实验、实习等实践环节中加强对创新意识与能力的培养,这也对实验中心提出了新的要求。为此,实验中心结合自身在实验教学、仪器设备、实验场地方面的优势,探讨了如何进一步发挥实验中心作用,促进大学生科技创新活动开展的新模式。

点面结合虚实并行——通过金相大赛提高大学生综合素质

为充分培养大学生综合素质,材料国家级实验教学示范中心针对实验教学课时有限的情况,探索建立了点面结合虚实并行的人才培养机制。该机制将金相大赛两级赛制与实验教学紧密结合又逐步提升难度,其中校内选拔赛贴合本科实验教学,全国大学生金相技能大赛选手培养进行科研式自主实验;虚拟仿真实验采取线上线下虚实并行的方式,提高了实验教学质量,培养了大学生工匠精神、动手能力、科研能力、创新能力在内的综合素质。这些探索为通过学科竞赛培养大学生综合素质提供了良好范例。

铸坯空冷温度场精确模拟

对铸坯试块建立考虑两种温度边界条件,即计算对流传热系数同时输入辐射和对流载荷,以及将对流传热考虑为辐射载荷的比例输入空冷的温度场模型。利用ANSYS有限元软件进行计算,将计算数据与实测数据对比分析,并对模型进行验证校正。计算结果表明,同时考虑辐射和对流的边界模型,其计算值与实测值较吻合,有更高的计算精度。将对流传热以一定比例考虑为辐射换热,在700℃以上的高温区,对计算结果影响不大;而在温度为700℃以下时,则出现较大误差。

泛洪攻击下机会网络典型路由算法健壮性分析

设计了评价方法及指标体系,通过对真实城市场景中带有智能蓝牙设备行人移动行为的仿真,从传输能力、传输效率和节点能耗三个方面定量分析了志愿节点的作用以及在有或没有志愿节点参与情况下泛洪攻击的效果,以此来评价Direct Deliv-ery、Epidemic、Spray and Wait、Prophet和MaxProp共五种机会网络典型路由算法在泛洪攻击下的健壮性。结果表明Direct De-livery算法健壮性最好,能完全抵御泛洪攻击,Spray and Wait算法的健壮性最差,在某些场景下性能会下降80%以上,其他三种算法在泛洪攻击下性能会显著下降。

Q460C钢连续冷却转变规律研究

利用热膨胀法并结合金相-硬度法在热膨胀仪和Gleeble-1500热模拟试验机上测定了Q460C钢的未变形和变形条件下的连续冷却转变曲线。测定了转变后组织的维氏硬度,随冷速的提高,组织硬度增大。两种CCT曲线上均有铁素体区(F)、珠光体区(P)、贝氏体区(B)和马氏体区(M)。变形使CCT曲线向左上方移动,提高了奥氏体冷却转变开始温度,随冷速加大提高得越多。变形扩大了F和P区,缩小了B和M区。与不含铌的16Mn钢的CCT曲线对比,分析了铌对连续冷却转变规律的影响。

Q460C钢组织特性对表面裂纹成因的影响分析

通过光学显微组织观察,测定显微组织硬度和能谱分析等方法对Q460C中厚板表面裂纹成因进行了分析研究,分析了热送热装工艺对裂纹形成的影响,分析了轧制过程中裂纹的形成机理.利用热膨胀法结合金相法在Gleeble-1500热模拟实验机上测定了实验钢连续冷却转变曲线,分析了材料组织转变与裂纹形成规律的联系.分析结果表明:热送热装工艺产生了混晶组织,在粗轧阶段未能消除,精轧阶段粗晶区先于细晶区变形,产生不均匀变形,最终导致钢板表面沿粗晶区与细晶区界面开裂.在轧辊摩擦力作用下,多余的变形被向前推压,沿开裂处向钢板表面延伸,随轧制进行,裂纹向内部扩展.热送热装生产中,控制粗轧温度和压下量是控制裂纹产生关键.

铝板带热轧工艺润滑乳化液的应用与发展

随着铝及铝合金热连轧技术的广泛应用,乳化液热轧工艺润滑的作用越来越重要。为此从热轧乳化油黏度、乳化液的粒径、使用浓度、稳定性及添加剂等方面入手,探讨了影响乳化液润滑效果的因素。针对热连轧乳化液在选择、使用、维护、管理过程中存在的诸如粗轧、精轧是否含皂,轧后板面存在色差等问题,提出了解决问题的思路和办法。

终轧温度及轧后冷却速度对Q460C钢组织和相变的影响

在Gleeble-1500热应力/应变模拟实验机上热压缩模拟Q460C含铌钢的轧制过程,并控制终轧温度和轧后冷却速度。通过观察金相组织和膨胀曲线研究控轧控冷对Q460C钢组织和相变的影响,分析了轧制过程中可能诱导其裂纹产生的原因。结果表明,Q460C钢组织分布不均、控轧控冷工艺不合理均可能造成其裂纹的产生,提高终轧温度可促进相变提前发生,而在较高终轧温度下,轧后冷却速度对Q460C钢组织变化的影响很小。

中厚板轧制前温度场的数值模拟

为减少中厚板产品缺陷,降低生产能耗,采用Ansys软件进行了轧制前温度场的数值模拟。考虑材料物理特性随温度变化的情况,并采用瞬态过程的处理方法,使数值模拟模型更适合于实际情况并减少计算量,提高了模拟精确度。结果表明:利用该模型对16Mn钢轧制过程进行数值模拟,其结果与实测数据进行对比,相对误差仅为3.89%。