1、精選優質文檔-傾情為你奉上 冶金設備作為冶金技術的載體，本身具有大型、重載、高速、連續、自動化、精密化等特點，而且往往工作在高溫、重載、高粉塵、大沖擊等惡劣條件下，許多性能無法采用實物試驗的方法獲得。近年的很多關鍵技術集中表現處要解決的關鍵問題是結構設計及力學問題，包括強度問題、運動學及動力學問題和傳熱及熱應力問題， 因此CAE技術在冶金設備的設計研究上也得到了廣泛的應用。煉鐵CAE技術目前在煉鐵生產中取得的主要成果有：采用有限元法建立高爐復雜料面及中心裝焦條件下的煤氣流場和壓力場解析模型、高爐固態爐料流場和勢函數解析模型，分析高爐中心裝焦條件下的高爐狀況。 利用CAE技術計算分析高爐冷卻水的

2、穩定性、流速、冷卻水管與冷卻壁本體的間隙及冷卻的高度對長壽高效高爐冷卻壁壽命的影響。采用有限元法對高爐爐體結構進行應力分析等。煉鋼CAE 技術目前在煉鋼生產中取得的主要成果有：濺渣護爐狀態下轉爐溫度場的模擬分析；廢鋼預熱電爐內部的溫度場分析；吹氬鋼包內鋼液的流動狀態計算和實際測定；中間包的熱狀態的模擬計算；結晶器內連鑄坯熱彈塑性應力有限元數學模型的建立；連鑄小方坯凝固傳熱與應力分析耦合數學模型的建立；坯殼與結晶器壁間氣隙的大小和分布有限元分析；結晶器磨損對坯殼凝固行為和力學行為的影響分析；連鑄彎月面區域凝固傳熱有限元模型的建立等。軋鋼目前鋼鐵工業中 CAE技術運用最廣泛的領域就是軋鋼生產。隨著

3、計算機技術和軟件水平的不斷提高， CAE模擬已成功地代替了大部分軋制物理模擬，人們采用有限元數值模擬技術已成功地對各種軋制過程進行了三維解析與模擬，有效地用于參數優化、產品質量預報和設備設計，判斷變形過程是否可行或合理，并由軋件尺寸形狀預報和力學模擬轉到金屬組織性能預報和控制。澆注系統澆注系統的關鍵是模具設計，模具的工藝參數直接影響著鑄件品質和性能。通過CAE模擬可迅速的改進模具參數，降低各類生產成本，縮短產品生產、研發周期，提高效率。* 澆注鋼水流速、混合濃度分析* 澆注鋼水溫度、固化溫度、內應力分析* 澆注凝固過程縮孔縮松缺陷預測分析模型導入充型固化數值模擬和優化，是鑄造工藝不可或缺的流程

4、環節，在最為經濟的條件下，以最優的設計方案，提高鑄件的質量，降低廢品率，指導實際生產，降低鑄體的生產成本。* 固化溫度分布* 固化效率、固化速度分析* 最優固化工藝設計與優化中間包中間包作為冶金反應器是提高鋼產量和質量的重要一環。無論對于連鑄操作的順利進行，還是對于保證鋼液品質符合需要，中間包的作用是極其重要的。* 鋼水流速、流路、死區、滯留時效分析* 鋼液溫度穩定性分析* 熱損耗、夾雜物分流、上浮模擬分析 軋件分析在鋼板的軋制過程中經常會遇到如出現蛇頭、魚尾現象，鋼板表面平整度不夠等實際問題。通過鋼板精軋、熱軋有限元分析，可預測軋制過程中軋件的變形，應力以及強度穩定性等。為軋制工藝提供理論決

5、策依據。* 軋件預應力、內損分析* 軋件表面接觸應力、表面褶皺、屈曲分析* 軋件強度、穩定性分析冶金領域應用案例：1、在軋鋼中的應用 北方工業大學工學院應用pFEPG系統生成周期斷面IT形鋼軋制的有限元模擬程序，為IT型鋼扎制設計提供了比較準確的力能參數與變形參數，解決了大變形塑性流動問題。 2、鋼板精軋機熱軋制有限元分析出爐的鋼坯往往需要經歷粗軋、精軋等工序后才能達到實際應用所需的強度和尺寸。鋼板經過熱軋制后可以成為工程所需的橋梁鋼、鍋爐鋼等。在鋼板的軋制過程中經常會遇到一些不近人意的問題，如出現蛇頭、魚尾現象，鋼板表面平整度不夠等。此算例為鋼板精軋機熱軋制有限元分析，其目的是為了給出鋼板軋制過程中軋件的變形速度場，期望為設計軋制規程、設定軋輥的凸度值提供幫助。機械部件設計中的應用3、高壓氣體淬火過程數值模擬 和以水或油為介質的淬火過程相比，以高壓氮氣或氦氣為介質淬火，具有淬火過程換熱均勻，淬火工件不易開裂，變形小，無氧化等特點。高壓氣體淬火廣泛地用于模具鋼的淬火。用FLUNT模擬淬火過程的流場和溫度場，用有限元軟件模擬工件的淬火相變及熱應力和熱變性，對于淬火工藝可行性的論證和工藝優化，對淬火爐體的優化設計具有重要意義。結合FLUNT軟件模擬淬