型钢热轧全过程有限元仿真

提出了一种适用于型钢轧制及其类似过程的六面体网格重构方法。利用基于变步长中心差分格式的显式积分方法分析瞬态轧制过程;提取稳态单元集节点形成截面网格;利用隐式积分方法分析轧制道次间隙瞬态温度场;对型钢断面进行平面四边形网格划分并映射节点温度数据;利用六面体单元构建有限元分析模型,映射单元节点的温度、积分点的等效塑性应变,进行数值分析。

全焊接板壳式换热器入口处温度的数值模拟

以计算流体力学的FLUENT软件为工具,在全焊接板壳式换热器整体温度分布数值模拟的基础上,对过热蒸汽入口处的板束温度分布进行了分析.研究了入口处的质量流速、入口直径与板束间温差应力的关系.结果表明:在设计时,开孔率在70%左右较为合适,质量流速应在保证工艺要求的情况下尽可能减少.这对解决全焊接板壳式换热器入口处温差应力过大导致的破坏问题具有一定的参考价值.

欠平衡钻井井底岩石的应力状态

欠平衡钻井较常规钻井钻速高,这与其井底待破碎岩石所处的应力状态有着密不可分的关系,而井底岩石的应力状态受地层孔隙压力和温度的共同影响。基于流-固-热三场全耦合基本理论,根据欠平衡钻井中井底待破碎岩石所处的实际状态,对耦合控制方程加以简化,结合与井底岩石应力状态分析相适应的边界条件,利用有限单元法研究了欠平衡钻井过程中地层孔隙压力和地层温度对井底岩石应力状态的影响机理。研究结果表明,随着钻井液液柱压力和井底岩石温度的降低,井底岩石的各个主应力均在减小,降低程度与压差和温差有关:压差和温差越大,井底岩石的各个主应力减小幅度越大。降低速率与岩石渗透率和热传导率有关,渗透率和热传导率越大,井底岩石的各个主应力变化越快,地层孔隙压力辅助破岩的效率越低。

基于网格重构的H型钢热轧过程的数值分析

提出了一种适合于轧制及其类似过程的六面体网格重构方法。首先判断型钢轧制过程是否达到稳态;将稳态单元集的节点投影到垂直于主轧制方向的平面上,形成原始截面网格并分析瞬态温度场;其次生成新的四边形网格并映射温度数据;最后拉伸四边形网格生成三维单元体,并将温度作为初始条件赋给相应节点集,仿真下一道次。为了验证了其有效性,基于ABAQUS6.5编制了相关程序,模拟了H型钢的前两道次轧制过程。利用显式动力学分析瞬态轧制过程、利用隐式方法分析轧制间隙的瞬态温度场变化,提高了数值仿真的计算效率。为型钢轧制过程等金属成形过程的数值仿真提供了确实可行的网格重构思路和数据传递方法。

全淬透圆柱件淬火应力的有限元模拟及实验验证

利用温度场、组织场和应力场相互耦合的数学模型对直径60 mm的40CrNiMo水淬圆棒的淬火应力进行研究。结果表明,有限元模拟的淬火应力及其分布与XRD测量结果相符,论证了所运用的温度场、组织场和应力场相互耦合的数学模型(包括建立的相变塑性函数)的正确性。通过计算机模拟分离了淬火马氏体钢中的热应力和组织应力,揭示了不同直径淬透圆棒试样的应力分布规律及其起因以及不同淬火介质对淬火应力的影响规律。