7050铝合金大铸锭半连续铸造过程数值模拟

利用大型有限元软件MSC.marc,建立了7050铝合金大铸锭的半连续铸造热-力耦合有限元模型,模型采用8节点六面体单元,考虑了凝固时的液-固相变以及凝固潜热的影响,定义了半连铸过程复杂的边界条件,分析了不同的铸造速度对温度场、应力场的影响规律。计算结果显示,降低铸造速度,可以减小铸锭内层和外层冷却速度的差别,降低铸锭表层拉应力,有利于促进铸锭的成形,减小产生裂纹的倾向性。

7050铝合金半连铸超声传播与空化机理研究

论述了超声波在7050铝合金熔体中发生空化效应的根本原因,依照声压分布规律,运用Matlab数学工具,利用差商迭代法,对空化气泡壁运功Rayleigh-Plesset方程进行了数值计算,总结出在不同初始半径下7050铝合金超声半连铸发生空化效应的范围,归纳出空化效应对合金组织的影响规律,为超声波有效应用于7050铝合金半连铸提供一定的理论指导。

铝合金大铸锭半连铸过程的热应力数值模拟

利用大型有限元软件MSC.MARC建立了直径为550 mm的7050铝合金大铸锭的半连续铸造热-力耦合有限元模型,考虑了凝固时结晶潜热的影响,给出了半连铸过程复杂的边界条件,分别对不同铸造速度和铸造温度下的温度场、应力场进行了模拟分析。结果表明:半连续铸造过程中,铝圆锭外层受压应力、心部受拉应力;铸造速度对应力影响较大;提高铸造速度与铸造温度使铝锭产生裂纹的倾向性增大。

铝合金连续铸轧过程直接热-力耦合数值模拟研究

基于大型有限元模拟软件MSC.Marc建立了连续铸轧过程的热-力耦合模型,应用材料流变本构模型和辊/板界面接触热导模型,对铝合金的连续铸轧过程进行了二维的直接热-力耦合数值模拟,分析了连续铸轧过程中辊套及板坯的温度场、应力场的分布规律,研究了不同的铸轧工艺下的板坯温度场、应力场变化的规律。研究发现:在铸轧过程中,辊套的温度分布、应力分布均存在所谓的"集肤效应",板坯在铸轧区内的应力场与板坯物性因素、几何因素及温度、铸轧工艺等有密切的联系,仿真的结果与大量的工业现象相符,在一定程度上可以为实际生产提供技术指导。

Thermal contact conductance at continuous roll-casting interface

The effects of surface roughness, strain rate, friction coefficient and pressure on real contact area were analyzed based on the research of Stupkiewicz. The real contact area model taking account of the effect of friction and deformation of material was obtained. The model of contact conductance at the rolling interface was obtained by integrating the specific feature of heat transfer through the interface of continuous roll-casting. The results indicate that the real contact area increases obviously when the material is under yield, and the real contact area varies inversely with surface roughness, whereas it varies exponentially with friction coefficient, strain rate and pressure, and the power factor depends on strain rate.