Mn13异步冷轧性能与异径比及压下率的关系

为扩大Mn13耐磨高锰钢零件的使用范围,延长耐磨件使用寿命,采用冷轧技术,试验研究在不同异径比情况下,高锰钢Mn13经过不同压下率冷轧预变形后的性能变化情况。结果表明:施行冷轧预变形后,高锰钢Mn13的硬度、屈服强度、抗拉强度都显著提高,但韧性有所下降;由于异步轧制存在搓轧作用,可采用比常规轧制更大的压下率使硬度具有更大的提高空间。异步冷轧预变形压下率控制在15%~20%时,硬度基本达到300~350 HB,韧性不低于90 J·cm-2,能保证一般工况对高锰钢Mn13硬度和韧性的基本要求;异径比越大,轧件受到的搓轧作用越显著,有利于增大压下率,改善加工性能和硬化效果,但也会使轧件弯曲更明显。异径比控制在1. 1~1. 3的合理区间,压下率控制在15%~20%的范围内,对Mn13高锰钢施行冷轧制预变形,有利于取得较好的使用性能。

内压作用下偏心异径管的应力分析

为了对异径管的设计、生产提供理论依据和计算方法,对异径管中的偏心异径管进行了分析研究,得到了其应力分布规律,确定了危险点。为了减少应力集中的影响,在异径管的大小端分别加了一段直管,在对称面上施加对称约束,在大端直管端面施加轴向和径向约束。分析结果表明,偏心侧内外壁的环向应力曲线总体趋势相似,大端的应力要比小端的应力大;在同样壁厚等级和相同的公称压力下,当异径比增大时,环向应力和相当应力的极值出现位置都有由大端朝小端移动的趋势;适当增加偏心异径管的长度能减小危险点的应力集中程度。

松软煤层全孔深异径管护孔和柔性封孔技术研究

为了解决松软煤层顺层长距离钻孔全孔深护孔率低和封孔漏气问题,利用RFPA2D数值模拟了钻孔周围煤体应力损伤变形特征,并利用测试q、S值的方法研究了沿孔方向煤壁附近煤体的应力及损伤变形特征。在此基础上,实践了全孔深异径管护孔和柔性封孔技术,研究结果表明:①松软煤层中沿孔方向煤体损伤变形分为3个区域,即煤壁及以里0~4 m范围为大变形区、4~8 m为严重变形区、8 m以里为损伤变形区,3个区域的变形对钻孔护孔、封孔产生较大影响;②全孔深异径管护孔和柔性封孔技术提高了钻孔护孔率和密封效果,钻孔瓦斯抽采浓度提高了121%,瓦斯抽采量提高了70%。

不对称异径板带轧机轧制传动力矩

实验与理论研究表明，与类似的对称轧制相比，异径不对称轧制总力矩随压下率和异径比的增大而降低，当异径比为３与５、压下率７０％时，总力矩降低２６．３％和３６．５％。传动辊力矩不均，小工作辊总比大辊的大２０％～４０％。利用两工作辊前、后滑区摩擦力矩之差计算其轧制力矩，导出异径不对称轧制传动力矩的计算式，计算与实验结果相符。

异径双辊薄带铸轧熔池中钢液流动特性

采用有限差分和二维稳态层流模型，应用边界适体坐标（ＢＦＣ）技术对异径双辊薄带铸轧熔池中钢液的流动进行了数值仿真·分析了铸辊转速、液面宽度、浇注区宽度、浇注位置等操作和设计参数对流场的影响·计算结果表明钢液注入熔池后，在双辊相向转动的作用下，会引起强制对流并产生２个逆时针方向的回流区·通过对不同工况的分析指出浇钢时采取低压头、偏流浇注并维持一定的液面高度等操作有利于铸轧过程的稳定进行·

不同颗粒物性对异径混合非球形颗粒分离特性影响的数值模拟

采用多元颗粒模型描述了3种非球形颗粒,即玉米形颗粒、椭球形颗粒和圆柱形颗粒,分析了其碰撞机理,建立了非球形颗粒的运动方程,通过实验验证了模型的可靠性,并研究了不同颗粒物性对异径混合颗粒分离特性的影响.结果表明:不同形状颗粒的分离特性有很大不同,其中椭球形颗粒的分离程度最大,球形颗粒的分离程度最小,且分离程度随着颗粒直径比的增大而增大,而颗粒密度比对颗粒的分离情况基本没有影响.

具有异径测量管的低功耗电磁流量计研究

为了实现电磁流量计的低功耗设计,提出一种具有异径测量管道的电磁流量传感器设计方案。基于FLUENT软件对异径测量管道内部流场进行了仿真分析,证明了该新型电磁流量传感器的励磁效率和输出灵敏度相比于传统设计有显著提高。根据所提出的设计方案研制了电磁流量计原型样机,实验结果表明样机测量精度在全量程范围内优于±0.5%,采用高能锂电池组供电可连续工作三年以上,验证了本文所提设计方案的可行性。

异径弯管的无力矩环向应力解析解

提出以异径管单位高度(长度)的直径变化程度作为反映异径管结构特征的无因次量,并定义为异径系数。根据异径弯管横截面管径随经向弯角而变化及其锥形结构的两个特点,推导了内压作用下异径弯管无力矩环向应力式,最大环向应力位于大端内侧。该式可以作为工程中常见回转壳无力矩环向应力式的任意条件式,等径弯管、直管及异径直管的环向应力公式均是异径弯管环向应力式的一个特定条件的特例,本质上这些公式均是环向应力的薄膜解。计算环向薄膜应力时,一般来说,工程中各种异径管与连接直管之间的边缘应力可以忽略。

内压作用下异径弯管的应力分析

为了对异径管的设计、生产提供理论依据和计算方法,对内压力作用下的异径弯管进行了有限元分析研究。建立了异径弯管的力学模型,计算了异径弯管在内压力作用下的应力,讨论了异径弯管的环向、径向和轴向应力的变化特征,确定了异径弯管的危险部位及其应力变化规律;并对异径比对异径弯管危险点的应力集中的影响情况进行了研究,指出异径弯管危险点的应力随异径比的增大而增加;同时探讨了改善异径弯管应力集中的途径,指出增加异径弯管壁厚是减小应力集中的有效手段。

异径三通有限元强度分析

三通作为高压管汇中的关键部件,在实际使用中经常出现刺裂现象。为了验证三通设计的合理性及安全性,对90°铸钢异径三通在额定工作压力和静液压试验压力工况下,进行了有限元分析计算。按照ASME规范应力分析法分析了其应力类别及应力组合,证明有高应力区存在。改进模型结构后重新进行了有限元分析计算,并采用ASME规范分别就额定工作压力和静液压试验压力条件下的强度进行了校验,分析结果完全满足规范要求。

电磁流量计异径管道的流场仿真研究

采用Fluent软件对圆形截面渐变为矩形截面的异径管道流场进行三维建模和数值仿真,分析了横截面收缩异径管的速度分布和流线,建立了矩形截面部分的长度、宽度、高度与进出口压力损失和中心截面平均速度之间的关系.研究表明,中间矩形截面部分的宽度和高度对进出口压损和中心截面平均速度影响较大,同时横截面积收缩比例太大会导致流场紊乱和回流现象,从而为合理设计局部横截面积收缩的电磁流量测量管道提供了理论依据.

异径四通管液压胀形工艺分析及过程仿真

将相似理论与正交试验设计引入计算机仿真方案的制定中，并使用大型通用非线性 有限元软件ＭＡＲＣ／ＡｕｔｏＦｏｒｇｅ对异径四通管的液压胀形工艺过程进行了仿真．得到了最佳工艺 参数．

传热管异径布管方式传热系数的数值分析

针对管壳式换热器,提出一种新的异径管布管方式。运用CFD软件分析了该结构在流量降低时对管侧传热系数的数值影响;得出随着流量的变化,大小管道内流量速度分配变化率有明显不同,且变化率并与管长有关,并在一定的流速范围内,小管抵抗传热系数降低的趋势较为显著。

异径接头热成形坯料形状数值模拟与实验研究

采用有限元成形分析软件DEFORM_3D,对异径接头热成形在坯料形状选择上的数值模拟研究,并对模拟结果进行实验,总结出异径接头热成形坯料的最佳形状为锥形管。研究结果对异径接头的设计与制造有一定的指导作用。

异径管电磁流量传感器励磁系统研究

为优化具有异径测量管的电磁流量传感器的设计方案,对传感器励磁线圈匝数和采样电极的形状尺寸与传感器特性的关系进行了实验研究。根据实验结果给出了异径管电磁流量传感器励磁部分设计的一般性指导原则。设计制作了电池供电的电磁流量计原型样机并对样机进行了测试.测试结果表明样机测量精度在全量程范围内优于±0.5%,采用高能锂电池组供电可连续工作三年以上,验证了本文所提设计方案的可行性。

不对称异径三辊轧机热连轧薄带钢新技术

采用不对称异径三辊轧机进行热连轧薄带钢生产试验研究，结果表明：（１）不对称轧制时由于金属与辊面接触面积减小和单位压力的下降而使轧制压力大幅度降低（４８％～６２％），显著提高了轧制效率；（２）所轧产品最小厚度由原二辊同径轧制的２．７５ｍｍ．减小到１．５ｍｍ，产品精度质量也得到提高，（３）用这种热轧薄带钢代替冷轧带钢制造轻型薄壁焊管，显著降低生产成本，提高经济效益．

异径焊制三通应力的有限元分析

应用有限元分析软件ANSYS9.0,对异径焊制三通在受内压作用下的应力进行计算和分析,找到异径焊制三通的受力规律,以供工程配管设计者参考。

异径双辊薄带铸轧钢液初始凝固的传热特性

采用有限差分和二维非稳态凝固传热模型，应用边界适体坐标（ Ｂ Ｆ Ｃ） 技术对异径双辊薄带铸轧熔池中钢液的初始凝固传热特性进行了数值仿真·分析了铸轧起始阶段熔池内温度场的发展变化及辊面凝固薄壳的生长过程，指出１００ ｓ 为适宜的起始铸轧时间，此时凝固末端距熔池出口约９ ～１０ ｍ ｍ·探讨了钢液过热度、辊壁内表面与冷却水的对流换热系数和辊壁导热热阻等设计及操作工艺参数在起始铸轧阶段对钢液的凝固传热及凝壳形成的影响，结果发现辊壁是制约熔池中凝固传热的重要因素，直接影响着凝壳的快速生长·

石化装置异径三通管件泄漏原因

某石化装置上使用的异径三通管件在水压试验过程中出现了泄漏。采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、断口及能谱分析、力学性能试验等方法对该异径三通管件的泄漏原因进行了分析。结果表明:该异径三通管件本身存在铸造夹杂(渣)和制管过程中产生的折叠缺陷,在冷挤压过程中沿原始缺陷在变形量最大的过渡径部位产生裂纹,因而在后续水压试验时发生泄漏。

异径三通管热-流-固耦合分析及其结构优化

温度场和流场对三通管应力的影响很大,不能被忽略,故利用有限元软件ANSYS Workbench对异径三通管进行了热-流-固耦合分析。结果表明:最大应力出现在异径三通支管内部的正交转折处,其值不满足应力强度要求。进而以应力最大处的过渡圆角为变量,基于热-流-固耦合分析,利用响应面优化的方法对异径三通管进行结构优化。最终确定过渡圆角的尺寸,此时三通管满足应力强度要求。