多辊轧机冷轧技术在靶材料制备中的应用

 叙述了多辊轧机轧制金属薄膜原理,以Ti膜制备为例,借助多辊轧机冷轧技术进行1.5 μm厚钛薄带的制备工艺研究。对薄膜的特性测试结果表明：工作辊的表面粗糙度对于轧制薄膜的表面粗糙度的影响很大,降低工作辊表面的粗糙度可以得到粗糙度为25.2 nm的金属薄膜。     

B型套筒角焊缝缺陷相控阵超声检测定量方法

B型套筒修复作为油气管道修复的主要方式之一,在其修复的焊接过程中,该结构的环形角焊缝内部常常出现以气孔、夹渣为代表的孔型缺陷。这类缺陷由于角焊缝特殊的结构,在利用相控阵超声无损检测技术对其检测时,难以对其进行定量分析。通过数值模拟和实验,发现通过相控阵超声扇扫得到缺陷回波信号峰值与孔型缺陷直径呈正相关,为孔型缺陷的定量分析提供了一种可靠的手段。     

激光激发声表面波在缺陷板材中散射过程的有限元分析

利用有限元法模拟了金属板材中激光激发的声表面波经过缺陷位置时发生散射的瞬态过程,采用线状激光源作为超声导波的激发源.针对三种不同深度的表面缺陷以及三种亚表面缺陷的模型进行了对比计算,结果显示缺陷的深度及位置对声表面波的时域特征存在显著的影响.表面缺陷深度越深将产生较大幅度的表面反射回波,亚表面缺陷的影响将取决于缺陷上顶面距离板材上表面的距离.因此,数值模拟结果表明通过分析激光产生的表面波形可以判定近表面缺陷的尺寸和所处的位置.     

双带型光子晶体中双V型四能级原子自发辐射谱中的黑线研究

研究了双带型光子晶体中双V型四能级原子自发辐射的辐射谱.双V型四能级原子同时与真空热库和双带型光子晶体热库耦合.研究发现双V型四能级原子自发辐射谱中有三种不同原因可能引起的黑线：第一种是由于量子干涉效应;第二种是由于各向同性光子晶体带边处态密度具有奇异性;第三种是真空场中的量子干涉和光子晶体禁带内态密度为零共同作用的结果.通过移动光子晶体的带边位置,在各向同性光子晶体带边引入光滑因子,以及在光子晶体中引入缺陷等对这三种黑线的影响,对上述结果进行了分析和讨论. 关键词： 双带型光子晶体 双V型四能级原子 黑线     

广义流体的概念在金属流动凝固传热分析模型中的应用

应用广义流体的概念,以双辊连续铸轧工艺中金属流动凝固传热现象为例,将熔池内三种状态（液相,固相和固液两相）金属流动传热过程用统一的控制方程描述。典型算例表明：熔池内存在大面积的环形流动区域,环形流动产生的搅拌效应,可以促进熔池内钢水温度与化学成分的均化,提高薄带的质量。最后,计算结果与理论分析进行了比较。该计算思想还可应用于冶金、石油工程等涉及流动凝固传热耦合问题的数值模拟研究中。     

混凝土材料动态力学性能实验与数值模拟研究

 利用轻气炮对素混凝土材料进行了3种不同冲击速度下的动态力学性能实验,得到了时间-应力曲线,随后利用软件进行数值模拟,将模拟结果与实验结果进行比较,解释了飞片和靶板破坏过程中波的传播过程。通过分析发现：混凝土材料表现出明显的率相关性、滞后效应和应力波的衰减特征,这些与材料内部损伤的演化密切相关;混凝土材料在压缩波、边侧稀疏效应和左、右自由表面反射拉伸波的共同作用下,最终形成宏观破碎;实验中靶板尺寸设计合理,有效避免了边侧稀疏效应对锰铜压阻计测试信号的影响。     

强流电子束碰撞电离背景气体研究

利用数值计算与粒子模拟两种方法,结合实际的实验数据,对高功率微波二极管中相对论电子束与背景气体相互作用碰撞产生的等离子体密度进行了研究.研究结果表明：碰撞产生的等离子体密度数值计算结果与粒子模拟结果基本一致,背景气压在0.01 Pa—0.05 Pa时,碰撞产生的等离子体密度在4—12×10⁹cm^-3,即便在考虑电子离子复合的情况下,数值计算结果与粒子模拟结果依然符合得很好.另外,粒子模拟结果表明：随着气压的增加,等离子体密度呈现先增大再减小然后又逐渐增大的过程, 关键词： 相对论电子束 等离子体 数值计算 粒子模拟     

靶丸表面缺陷对功率谱影响的数值模拟

 对ICF靶丸表面“颗粒状”缺陷与功率谱的关系进行了理论研究,采用Matlab软件,数值模拟分析了靶丸表面颗粒的高度、粒径、分布、颗粒数目以及随机噪声等对功率谱曲线的影响。数值模拟结果表明：靶丸表面缺陷对功率谱影响较大,缺陷高度的增加、粒径的减小以及数目的增加都会导致功率谱起伏增大;同时,缺陷高度导致的功率谱起伏变化比缺陷粒径对功率谱的影响更为严重,而缺陷数目的增加不但导致功率谱起伏的增大,同时也引起功率谱曲线中呈现一些周期性的特征。     

金属钛中氦团簇生长行为的分子动力学研究

运用分子动力学方法模拟了常温下金属钛中氦团簇的生长过程.从能量的角度考察了氦团簇的生长机理.研究发现,随着氦团簇的生长,在氦团簇周围逐渐形成位错环缺陷,氦团簇与氦原子的结合能有逐渐下降的趋势,当氦团簇生长到一定尺寸时会通过发射周围缺陷以使得结合能上升,从而增强了进一步吸收氦原子的能力.模拟还发现,随着氦团簇的继续生长,氦团簇的形状由原来的不规则结构逐渐变成了较为规则的棱柱形结构,在随后的生长过程中其生长仅在（001）平面进行,沿［001］轴的厚度几乎不变. 关键词： 氦团簇 缺陷发射 分子动力学模拟     

脉冲磁场下金属熔体凝固流场的数值模拟

用ANSYS55有限元数值模拟软件对铝合金熔体凝固过程中的流场作了数值模拟，模拟结果和实验现象相符合.通过数值模拟发现，用数值模拟的方法不仅可以初步了解凝固过程中熔体的流动状态，而且可以了解凝固组织细化和产生缺陷的原因.因此，是一个值得注意的研究方向，有较大的实用价值.     

卧式离心铸造过程数值模拟与水力学试验研究

建立了卧式离心铸造情况下液体充型及凝固过程的数学模型.基于该模型对卧式离心铸造轧辊离心阶段的温度场、流场进行了数值模拟.采用水力学模拟试验与数值模拟进行对比,结果表明数学模型准确可靠.通过对卧式离心铸造充型过程中金属液运动规律的分析,发现卧式离心情况下金属液按螺旋形轨迹充填型腔.随着转速的增加,金属液更易于均匀铺满型腔.这对采用卧式离心铸造轧辊的实际生产具有一定的指导作用. 关键词： 卧式离心铸造 数学模型 数值模拟 水力学试验     

超声TOFD检测的有限元分析及其试验验证

超声衍射时差法（Ultrasonic TOFD）通过接收衍射波信号对缺陷进行测深定高,分析超声波在检测对象中的传播对于提高检测效力具有重要作用。本研究采用有限元方法模拟超声TOFD检测过程,探讨了缺陷衍射波的产生及传播特性,并通过试验对模型结果进行了验证。研究表明：有限元建模能够直观显示超声TOFD检测的声波传播过程,模拟结果与试验具有较好的一致性;实际检测过程中涉及的要素,如：探头优化布置、衍射波传播方式、幅度分布、缺陷端部形状对衍射过程的影响均能较好地体现在仿真模型中;超声TOFD检测的有限元模型可实现检测过程可视化,并可为工程检测人员提供一种新的检测方案设计和结果分析的手段。     

高入射能量下的金属二次电子发射模型

基于高入射能量电子产生二次电子发射的物理过程, 分别对高入射能量电子产生的真二次电子和背散射电子的概率进行理论分析与建模. 利用Bethe能量损失模型和内二次电子逸出概率分布, 推导出高入射能量电子产生有效真二次电子发射的系数与入射能量的关系式; 根据高入射能量电子在材料内部被吸收的规律, 推导出高入射能量电子产生背散射电子的系数与入射能量之间的关系式. 结合两者得到高入射能量下金属的二次电子发射模型. 利用该模型计算得到典型金属材料Au, Ag, Cu, Al的二次电子发射系数, 理论计算结果与采用Casino软件模拟金属内部散射过程得到的数值模拟结果相符. 关键词： 二次电子发射 高入射能量 金属表面 散射过程     

激光加热金属板流固耦合数值模拟

 数值模拟研究了气流和激光辐照双重作用下的金属平板温度场。流体控制方程为3维雷诺平均N-S方程,固体控制方程为能量方程,湍流粘性系数求解使用k-ε两方程模型。采用流固耦合计算方法,使用动网格模型模拟气流的“冲刷效应”,较完整地模拟了激光辐照金属材料的物理变化过程,计算得到金属平板的温度分布及流场分布。结果表明:在较低气流速度及激光功率下,气流的冷却效应占主导地位;当气流速度和激光功率上升到一定程度后,气流的“冲刷效应”和冷却效应共同决定金属平板的温度分布。     

双侧进气突扩燃烧室内液雾燃烧的数值模拟

本文采用全双流体模型对部分切向进气管式双侧进气突扩燃烧室内的液雾燃烧过程进行了数值模拟，将液雾群按初始尺寸分组，数值模拟结果表明不同尺寸液雾的蒸发及燃烧过程显著不同，小尺寸的液雾是先蒸发后燃烧，而较大尺寸的液雾则是边蒸发边燃烧．模拟结果还表明，部分切向进气方式有利于在燃烧室的头部产生大面积的中心回流区，该回流区的存在有利于加强混合及火焰稳定．     

ITER PF导体缩径机轧辊温升数值模拟研究

文中对ITER PF超导导体缩径机轧辊温升问题进行了数值模拟研究.针对不同导体坯料尺寸和轧辊形状单独建模进行热力耦合数值模拟,基于热力耦合模拟结果构造轧辊传热分析模型,获得了多道次轧制过程中各轧辊的温度场信息,确定了各轧辊处于热平衡状态时的温度场.研究结果表明,各轧辊在轧制400米PF导体后轧辊温度均达到平衡,且平衡状...     

冲击作用下框架结构的连续性倒塌性能

借助ANSYS/LS-DYNA软件建立了钢筋混凝土框架的有限元模型,研究了钢筋混凝土框架在冲击荷载作用下的连续性倒塌性能,冲击体质量为1000 kg,冲击速度为4 m/s。通过对钢筋混凝土构件冲击试验和框架倒塌过程的验证,保证了数值模拟的有效性。分析结果表明:冲击中柱后结构倒塌过程中,有"拱作用"向"悬索作用"转换的机制,中柱顶部位移先向上后向下,边柱顶部位移先向外后向内;同样冲击作用下,柱轴力越小,则抗冲击能力越强,不同的偏压作用对柱的抗冲击性能的影响不同;加密柱箍筋能够增强钢筋混凝土柱的抗冲击能力,延缓甚至避免钢筋混凝土框架结构的连续性倒塌。     

半金属锑薄膜中电子动力学研究

采用时间分辨抽运-探测透射光谱,研究了不同波长和不同激发流密度下半金属Sb薄膜的超快电子动力学过程.透射变化率的时间延迟扫描曲线显示在延迟零点附近出现强的振荡,正的吸收饱和峰在亚皮秒时间内衰减为负的吸收增强峰.之后,负的吸收增强峰在数皮秒时间内甚至再次演变为吸收饱和.正饱和峰和负吸收峰幅度正比于激发流密度和光波长.对这些现象进行了分析,引入“缺陷”态模型及考虑“缺陷”态对光激发电子的快速俘获和逐渐释放,能够合理、半定量地解释实验观察到的所有现象. 关键词： 半金属 杂质或缺陷态 电子动力学 抽运-探测光谱     

不同焊接位置对5A90铝锂合金激光焊接质量的影响(英)

针对铝锂合金激光焊接产生的成形不良和气孔缺陷,探究不同焊接位置对焊缝成形及气孔的影响,并对比分析不同焊接位置熔池受力状态、熔融金属流动和小孔动态行为,解释缺陷形成及其抑制机理。研究发现:不同焊接位置熔池受力状态和熔融金属流动决定焊缝成形。平焊时焊缝成形差、下榻严重;横焊时背面焊缝不连续,有飞溅;立向上焊时背面焊缝内凹严重;立向下焊可得到最优焊缝成形和最优的气孔缺陷。焊缝气孔受小孔动态行为影响,不同焊接位置气孔随热输入的变化规律一致,气孔先增后减,在仅熔池透状态下有气孔最大值。立上焊时小孔不稳定,焊缝气孔多且分布杂乱;立向下焊时小孔稳定性高,气孔最少,主要分布在焊缝中心线上。     

泡沫金属内相变材料融化的格子Boltzmann方法孔隙尺度模拟研究

在构建开孔泡沫金属二维几何结构模型的基础上,采用格子Boltzmann方法基于孔隙尺度对泡沫金属内融化传热及流体流动过程进行了数值模拟,并重点分析了Rayleigh数、孔隙率及孔密度等对融化相变传热过程的影响。与纯相变材料融化具有光滑、清晰的相变界面、融化沿着热流方向整体推进的特征所不同的是,在泡沫金属结构下相变材料的融化以金属骨架为中心产生并推进展开,在融化前沿形成融化区和非融化区交错分布的特征,数值模拟结果与文献实验观测结果一致。此外,数值模拟表明相变材料的融化率随着Rayleigh数的增大、泡沫金属孔隙率的减少及其孔密度的增大而增大。