薄板坯连铸结晶器内凝固坯壳的数值分析

首先建立三维热传导模型，用差分法计算得到薄板坯连铸结晶器内初生凝固坯壳的几何形状及温度场，并在此基础上采用三维热弹塑性接触有限元方法分析凝固坯壳的应力及变形。针对两种类型的结晶器作了计算分析，对两种拉速下的温度、应力、变形以及成裂指数变化规律进行了比较，所得结果对薄板连铸工艺参数的设计和控制具有指导意义。     

小方坯连铸结晶器内凝固坯壳形成及变形热力耦和有限元分析

采用热－力耦合有限元方法分析小方坯连铸结晶器内凝固坯壳的形成及应力分布,得到结晶器长度、结晶器锥度、拉坯速度和钢液过热度等工艺参数对凝固坯壳形成和应力分布的影响规律,所得结果对小方坯连续铸造工艺参数的确定和产品质量的控制具有指导意义。     

连铸过程铸坯弹／黏塑性热应力的研究

本文推导并建立了高温铸坯黏塑性蠕变综合效应的非稳态热弹／黏塑性本构方程，在数值分析中考虑了对铸坯应力有重要影响的相变引起的体积变化，并编制了有限元程序。作通过对某厂板坯连铸机进行分析计算的结果表明，对板坯连铸过程铸坯热应力的模拟本模型和程序是有效的。     

电磁连铸中梯约束效应的数值模拟

在连续铸刚中,控制钢的初期凝固有减小波纹状的表面振痕,对生产无表面缺陷的铸坯是极端重要的。由磁流体力学理论可知,利用交变磁场地磁约束效应,实现弯月与结晶器壁之间的“软接触”,从而能生产无表面缺陷的铸坯,在电磁连铸中,确定弯月面形状是磁约束计算中的重要内容,也是成功实现电磁连铸的关键,以基于高频高磁场的方形冷坩埚电磁连铸（４Ｃ过程）作为研究对象,导出以感应电流作为未知量的描述弯月面形状的流体和电磁等     

薄板坯连铸结晶器中钢液三维流动的数值模拟

采用高 Re数的紊流 K- ε两方程模型 ,且结合壁面函数法对薄板坯连铸结晶器中钢液的紊流流动进行了有限元数值模拟。在数值模拟中 ,考虑了凝固壳厚度分布对流场的影响。在掌握了结晶器内紊流粘性系数分布规律的基础上 ,将流动域在空间进行了分区 ,采用分区选定有效粘性系数的当量层流模型数值模拟了三维紊流流动 ,结果表明 ,当量层流模型可有效的获得与原紊流时均场基本一致的结果 ,但计算效率显著提高 ,为今后工程上计算薄板坯结晶器中的三维流动和考虑流动影响的凝固过程分析提供了实用的方法 ,计算结果也有助于人们对薄板坯连铸结晶器中钢液三维紊流流动特点和与流动有关的板坯质量等问题的理解     

受轴向撞击破坏的玻璃-环氧圆柱壳的等效模型

将圆柱壳受轴向撞击破坏简化为一维问题,应用一维应力波传播的理论分析了破坏过程,由此计算了圆柱壳的吸能能力。结果表明,模型计算与撞击试验符合较好。     

受轴向撞击破坏的玻璃─环氧圆柱壳的等效模型

 将圆柱壳受轴向撞击破坏简化为一维问题,应用一维应力波传播的理论分析了破坏过程,由此计算了圆柱壳的吸能能力．结果表明,模型计算与撞击试验符合较好．     

原岩应力状态的正交异性球壳模型评价

本文提出正交异性球壳模型,按弹性理论建立了原岩应力解析式,该方法弥补了以往各向同性球壳模型的不中,可计算出任意深度的原岩应力状态,铅垂应力,平均水平应力,水平面内最大及最小正应力。解析结构与原岩应力实例测值高度吻合。     

任意叠层球壳内的应力波传播

提出一种有效求解方法，求解了任意叠层球壳在动载荷作用下的应力波传播。首先，利用有限Ｈａｎｋｅｌ变换和Ｌａｐｌａｃｅ变换求解了每一单层的弹性动力学解。然后，利用叠层球壳的内、外边界条件和层与层之间的连接条件确定每一单层解中的待定常数。从而，我们可以得到应力波在叠层球壳内传播的精确解。最后，我们计算了在一个突加内压作用下的两层球壳（Ｓｔｅｅｌ／Ａｌ）和三层球壳（Ｓｔｅｅｌ／Ａｌｌｏｙ／Ａｌ）内的应力波传播。求解过程和计算结果表明文中提出的求解方法是简便可行的。     

药筒发射应力和抽壳力的有限元分析

应用非线性有限元方法计算药筒的发射应力和抽壳力。结构分析分别采用轴对称和三维有限元计算模型。分析表明 :由于起膛线的作用 ,轴对称模型有比较大的误差。计算数据表明 :由于药筒为薄壁圆筒结构 ,膛压的作用导致药筒内部较高的等效应力和塑性变形 ;特别是膛压下降时 ,身管的收缩又使得药筒受到反向压力作用而再次屈服 ,并使等效应力达到最大值 ,并且维持在一个常值。因此抽壳力是必要的 ,而且开栓时间对抽壳力的影响很小。讨论了初始间隙等因素对发射应力和抽壳力的影响。     

磁场对液态金属流的制动效应

研究在静磁场作用下；连铸坯中液态金属的流动，建立了二维数学模型并考虑了湍流的影响．采用数值分析方法分析了磁场对液态金属流股的制动效应．计算结果说明静磁场可以有效地减小流股速度并使其分散，同时使上升到液态金属液面的反转流减弱．随着哈特曼数增高和雷诺数的减小，磁场的制动效应增强．     

磁场对液态金属流的制动效应

研究在静磁场作用下；连铸坯中液态金属的流动，建立了二维数学模型并考虑了湍流的影响．采用数值分析方法分析了磁场对液态金属流股的制动效应．计算结果说明静磁场可以有效地减小流股速度并使其分散，同时使上升到液态金属液面的反转流减弱．随着哈特曼数增高和雷诺数的减小，磁场的制动效应增强．     

基于宏观三角形分区平板壳单元的非线性有限元分析

针对剪切闭锁效应,本文研究了一种基于假设自然应变方法的宏观三角形分区平板壳单元。利用通用有限元软件ABAQUS所提供的用户自定义单元(UEL)和用户自定义材料(UMAT)子程序,本文将宏观三角形分区平板壳单元和基于损伤能释放率的混凝土弹塑性损伤本构模型成功嵌入了ABAQUS的主分析模块。经典试验McNeice双向混凝土板的数值模拟结果表明:宏观三角形分区平板壳单元对于描述板壳结构的非线性损伤行为是行之有效的。     

连铸结晶器内部流场及熔渣卷入的数值模拟

针对连铸结晶器内部流场及熔渣卷入过程 ,提出了两方程k -ε湍流模型和充填法数值计算模型 ,并采用硅油 /水模拟体系代替熔渣 /钢液体系 ,进行了模拟试验和数值计算。对充气造成的浸入式水口水流脉动的影响进行分析。计算结果与试验结果符合良好 ,表明本文所采用的数值模拟方法是适用的     

火灾下钢筋混凝土板的非线性有限元分析

根据大挠度板单元理论,对常温钢筋混凝土简支板的力学性能进行数值分析,验证了模型及程序的可靠性。在此基础上,提出双轴受压瞬态热应变模型和瞬态模量的概念,利用温度场模拟结果,对钢筋混凝土简支板火灾行为进行了数值模拟,并研究了不同准则下板的耐火极限。结果表明,数值计算结果与试验曲线吻合较好,验证了瞬态热应变模型的有效性;与其他准则相比,基于温度准则所得的耐火极限值相对保守。     

水模拟连铸结晶器中流速值的氢气泡测试方法

为了获得连铸结晶器中钢液的流速值，以验证数学模拟结果，本文用相似准则原理设计的水模拟板坯连铸结晶，将氢气泡测试技术首先用于其中流速的定量测定，利用氢气泡团的时间－脉线组合图谱所提供的时间－位移信息，测定了不同拉速下水模拟结晶器中若干点的速度及分布，对发泡阴极丝的定位方法和测量位置选择进行了描述，总结了试验中的经验。     

基于拟应变法的壳单元大变形分析及在冲击动力问题中的应用

为了简便有效地解决板壳结构的大变形问题，本文针对八节点相对自由度壳单元进行研究。该单元的位移场由壳的中面节点位移和上表面节点的相对位移组成，不带有转动变量。所有的研究都是基于完全的三维位移、应力、应变场。采用拟应变法，对应变场另行假设，能够改善该单元在大变形情况下的计算精度。通过引入Wilson非协调模式，构造了大变形情况下的拟应变场表达式，给出了该单元用于解决非线性动力分析问题的有限元求解方程。通过算例表明，本文针对相对自由度壳单元提出的方法及推导的公式，能够解决冲击动力问题中的大变形问题。     

Effects of partial crack–face contact for the bending of thin shell structures

The physical occurrence that crack surfaces are in contact at the compressive edges when a flat or a shell is subjected to a bending load has been recognized. This article presents a theoretical analysis of crack–face contact effect on the stress intensity factor of various shell structures such as spherical shell, cylindrical shell containing an axial crack, cylindrical shell containing a circumferential crack and shell with two non-zero curvatures, under a bending load. The formulation of the problem is based on the shear deformation theory, incorporating crack–face contact by introducing distributed force at the compressive edge. Material orthotropy is concerned in this analysis. Three-dimensional finite element analysis (FEA) is conduced to compare with the theoretical solution. It is found that due to curvature effect crack–face contact behavior in shells differs from that in flat plates, in that partial contact of crack surfaces may occur in shells, depending on the shell curvature and the nature of the bending load. Crack–face contact has significant influence on the stress intensity factor and it increases the membrane component but decreases the bending component.     

连铸板坯热轧中角部裂纹变化的研究

采用有限元方法对轧件角部横向和纵向裂纹在多道次立-平轧制过程中变形行为进行了模拟,分析了裂纹的闭合与扩展行为．结果表明:采用平立辊,裂纹很好闭合,但变形程度大,可能延伸和往轧件顶面移动,对角部横向裂纹,裂纹尖端节点往外扩散,对三角形横向和纵向裂纹,裂纹可能发生折叠;采用孔型立辊,立轧后,轧件裂纹很好地闭合,平轧后,横向和侧面纵向裂纹可能被拉开,顶面纵向裂纹闭合较好,只有三角形横向裂纹可能发生折叠．     

铸件凝固温度场有限元分析中界面热阻的处理

提出一种处理铸件与铸型界面热阻问题的虚拟界面单元法，并给出了有限元计算公式。由于该公式不显含单元厚度(△l)，故该单元厚度△l可取任意值。当△l取为零时，使问题处理变得极为方便。针对某一具体金属型铝合金活塞的铸造凝固过程，按考虑和不考虑铸件与铸型间热阻影响两种方法作了有限元计算，通过与实测值相比较，本文提出的算法其计算精度远高于不考虑铸件与铸型间热阻影响的计算结果。另外．该方法使有限元建模方便、通用性强。