戴挺
,
朱鸣芳
,
陈双林
,
曹伟生
,
洪俊杓
金属学报
建立了基于元胞自动机(CA)和热力学相平衡计算引擎(PanEngine)的二维耦合模型, 并应用于铝 基四元合金枝晶组织和微观偏析的数值模拟. 在该耦合模型中, 采用CA方法模拟枝晶组织的演变. 以固/液界面的平衡液相线温度和实际温度的差值作为枝晶生长的驱动力, 同时考虑了固/液界面曲率的Gibbs-Thomson效应. 通过求解溶质传输方程获得固/液界面处三种溶质的液相成分, 耦合PanEngine获得固/液界面处的平衡液相线温度及三种溶质的平衡固相成分. 为提高计算效率, 采用预制数据表格的优化策略将CA与PanEngine进行耦合. 将Al-4.5Cu-0.5Mg-1Si(质量分数, %)四元合金凝固时的固相分数随温度的变化以及固相分数和固相成分分布关系的模拟结果与Scheil模型和平衡凝固模型的预测结果进行了对比, 结果表明, 该模型不仅可应用于模拟多元合金中的枝晶生长形貌, 而且能对铝基四元合金系凝固的微观偏 析进行定量预测.
关键词:
数值模拟
,
null
,
null
戴挺
,
朱鸣芳
,
陈双林
,
曹伟生
,
洪俊杓
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.10.006
建立了基于元胞自动机(CA)和热力学相平衡计算引擎(PanEngine)的二维耦合模型,并应用于铝基四元合金枝晶组织和微观偏析的数值模拟.在该耦合模型中,采用CA方法模拟枝晶组织的演变.以固/液界面的平衡液相线温度和实际温度的差值作为枝晶生长的驱动力,同时考虑了固/液界面曲率的Gibbs-Thomson效应.通过求解溶质传输方程获得固/液界面处三种溶质的液相成分,耦合PanEngine获得固/液界面处的平衡液相线温度及三种溶质的平衡固相成分,为提高计算效率,采用预制数据表格的优化策略将CA与PanEngine进行耦合.将Al-4.5Cu-0.5Mg-1Si(质量分数,%)四元合金凝固时的固相分数随温度的变化以及固相分数和固相成分分布关系的模拟结果与Scheil模型和平衡凝固模型的预测结果进行了对比,结果表明,该模型不仅可应用于模拟多元合金中的枝晶生长形貌,而且能对铝基四元合金系凝固的微观偏析进行定量预测.
关键词:
数值模拟
,
元胞自动机
,
PanEngine
,
枝晶生长
,
微观偏析
,
铝基四元合金
杨朝蓉
,
孙东科
,
潘诗琰
,
戴挺
,
朱鸣芳
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2009.01.007
建立了一个基于二维的元胞自动机-格子Boltzmann方法(cellular automaton-lattice Boltzmann method,CA-LBM)的耦合模型,对自然对流作用下枝晶的生长行为进行模拟研究.本模型采用CA方法模拟枝品的生长,采用LBM对自然对流及由对流和扩散控制的溶质和热传输进行数值计算.通过计算方腔自然对流问题对模拟自然对流、溶质和热传输的LB模型进行了验证.应用所建市的CA-LBM耦合模型模拟研究了合金中单枝晶和多枝晶在自然对流作用下的生长规律,并将单枝晶上游尖端的稳态生长模拟数据与解析模型的预测结果进行了比较.结果表明,模拟结果与理论预测值吻合良好,自然对流会对枝晶的生长产生重要影响.
关键词:
枝晶生长
,
自然对流
,
元胞自动机
,
格子Boltzmann方法
,
数值模拟
吕拴录
,
张宏
,
许峰
,
历建爱
,
乐法国
,
康相千
机械工程材料
为查明某油井钻挺断裂原因,对钻挺断口形貌、材料化学成分、力学性能和显微组织进行了分析.结果表明:钻挺断裂属于疲劳断裂;断裂原因主要是材料韧性不足及螺纹形状不规则(存在尖角),存在应力集中,易在此处形成疲劳裂纹源.
关键词:
钻铤
,
疲劳断裂
,
失效分析
李正扬
,
朱鸣芳
,
戴挺
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00128
利用元胞自动机(cellular automaton,CA)方法,建立了模拟枝晶和显微气孔的二维数值模型.该模型基于凝固过程中显微气孔的形成机理,考虑了枝晶和气孔的形核与生长、溶质和H的再分配与扩散、界面曲率效应等因素.模拟结果可描述气孔与枝晶组织的耦合竞争生长、以及溶质和H的微观偏析.应用该模型对Al-7％Si(质量分数)合金在凝固过程中显微气孔的形成进行了模拟研究,分析了初始H含量和冷却速率对显微气孔形成的影响,将模拟结果与实验结果进行了比较.结果表明:随初始H含量增加,气孔体积分数增大,气孔形核和开始生长所需要的时间缩短.随冷却速率降低,气孔体积分数和最大半径均增大,气孔在较高的温度下开始形核和生长.气孔之间以及气孔和枝晶之间存在竞争生长.
关键词:
铝合金
,
数值模拟
,
凝固
,
显微气孔
,
元胞自动机
李盛
,
吴爱萍
,
邹贵生
,
彭真山
,
任家烈
机械工程材料
doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2001.10.006
复合陶瓷挺柱钎焊后,由于陶瓷、金属线膨胀系数的不同,在挺柱中产生较大的残余应力和变形,从而影响其使用性能.通过试验,研究了影响挺柱变形的因素和规律.结果表明,钢套的强度和厚度、钎料的厚度、熔点及强度是影响挺柱焊后变形的主要因素.采用高屈服极限或者较厚的钢套时钎焊变形较小;钎料厚度较厚时钎焊变形较大.采用低熔点、低屈服极限的Sn基活性钎料可显著地降低钎焊变形,基本可以满足挺柱工作的表面凸起量要求.
关键词:
复合陶瓷挺柱
,
钎焊变形
,
活性钎料
赵建才
,
梅殿君
机械工程材料
doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2007.02.015
为了深入了解冷激合金铸铁气门挺杆的磨损规律,研究了冷激合金铸铁气门挺杆表层组织对耐磨性的影响.结果表明:当气门挺杆组织中的石墨以点状均匀分布,碳化物呈细小针状、块状,分布较为均匀时,耐磨性较好,磨损形式以划伤、点蚀为主;当气门挺杆组织中的石墨以片状均匀分布,碳化物呈粗大针状、块状,分布不均匀时,耐磨性较差,磨损形式以剥落为主.
关键词:
冷激合金铸铁
,
气门挺杆
,
组织
,
耐磨性
黄平
,
张营营
,
张斌
,
范梅梅
,
李兴杰
,
强力
电镀与涂饰
采用磁控溅射法,以Cr、Ti和石墨为靶材,Ar、N2和CH4为溅射气体,在材料为20CrMo的发动机挺柱上利用多层梯度复合技术沉积了低摩擦类金刚石(DLC)薄膜复合层CrTi/CrTiN/CrTiC/DLC.该薄膜复合层的纳米压痕硬度高达13 GPa,结合力为50 N,表面粗糙度为0.398 nm.在SRV-IV微动摩擦磨损试验机上进行耐磨损试验后,DLC复合薄膜挺柱的磨损率为渗碳挺柱的1/6.该研究技术具有自主知识产权,实现了挺柱批量化覆膜加工,并有望在发动机主要摩擦副上推广应用.
关键词:
挺柱
,
类金刚石
,
薄膜
,
磁控溅射
,
摩擦
,
磨损
