前言
上篇鑄造熔煉過(guò)程模擬仿真技術(shù)及應(yīng)用
第1章熔煉工藝模擬仿真技術(shù)概述2
1.1鑄造熔煉工藝簡(jiǎn)介2
1.1.1沖天爐熔煉2
1.1.2感應(yīng)電爐熔煉5
1.1.3沖天爐-電爐雙聯(lián)熔煉6
1.2鑄造熔煉計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)7
1.2.1鑄造沖天爐熔煉模擬與控制7
1.2.2鑄造感應(yīng)電爐熔煉模擬8
第2章沖天爐熔煉成分預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)
建模11
2.1熔煉過(guò)程的物質(zhì)變化11
2.2熔煉成分的數(shù)學(xué)建模13
2.2.1熔煉體系的相與組分13
2.2.2多相多組分體系的數(shù)學(xué)建模14
第3章沖天爐熔煉成分預(yù)測(cè)熱力學(xué)
建模18
3.1多相多組分體系成分預(yù)測(cè)的常見(jiàn)
算法18
3.1.1熱力學(xué)平衡18
3.1.2平衡常數(shù)法18
3.1.3最小自由能法20
3.2熔煉熱力學(xué)建模21
3.2.1熱力學(xué)建模的假設(shè)條件與要求21
3.2.2基于最小自由能法的熱力學(xué)
建模22
3.3組元化學(xué)勢(shì)計(jì)算22
3.3.1組元標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯函數(shù)的
計(jì)算22
3.3.2組元偏摩爾吉布斯函數(shù)的計(jì)算25
第4章沖天爐熔煉成分預(yù)測(cè)參數(shù)
約束處理29
4.1主要熔煉參數(shù)29
4.1.1熔煉參數(shù)及其選擇29
4.1.2其他表征熔煉過(guò)程狀態(tài)的參數(shù)30
4.2熔煉參數(shù)控制的建模31
4.2.1熔煉參數(shù)的控制特點(diǎn)31
4.2.2熔煉參數(shù)的建模要求31
4.2.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在參數(shù)控制中的應(yīng)用32
4.3基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的熔煉參數(shù)處理
方案32
4.3.1BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介32
4.3.2熔煉參數(shù)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模34
4.3.3間接約束法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
算例36
第5章沖天爐熔煉成分預(yù)測(cè)系統(tǒng)
開(kāi)發(fā)42
5.1熱力學(xué)模型的優(yōu)化求解方法42
5.1.1求解算法的選擇42
5.1.2遺傳算法簡(jiǎn)介42
5.1.3遺傳算法求解方法44
5.2沖天爐成分預(yù)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)46
5.2.1成分預(yù)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)容46
5.2.2成分預(yù)測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)47
5.3數(shù)值算例與分析48
5.3.1數(shù)值算例內(nèi)容48
5.3.2數(shù)值算例結(jié)果與分析50
5.3.3預(yù)測(cè)精度分析與下一步工作
方案53
第6章感應(yīng)電爐熔煉數(shù)學(xué)建模54
6.1感應(yīng)電爐熔煉物理模型與基本假設(shè)54
6.1.1物理模型54
6.1.2基本假設(shè)55
6.2感應(yīng)電爐熔煉電磁場(chǎng)數(shù)學(xué)建模55
6.2.1理論基礎(chǔ)55
6.2.2求解區(qū)域和邊界定義57
6.2.3求解方法57
6.2.4電磁場(chǎng)控制方程58
6.2.5復(fù)矢量磁位和復(fù)標(biāo)量電位描述
方程組59
6.3感應(yīng)電爐熔煉多物理場(chǎng)耦合數(shù)學(xué)
建模61
6.3.1假設(shè)條件61
6.3.2傳熱與流動(dòng)耦合數(shù)學(xué)建模62
6.3.3流動(dòng)與傳質(zhì)耦合數(shù)學(xué)建模63
第7章感應(yīng)電爐熔煉數(shù)值模擬求解
技術(shù)65
7.1混合交錯(cuò)網(wǎng)格模型建立65
7.1.1基本網(wǎng)格結(jié)構(gòu)65
7.1.2交錯(cuò)網(wǎng)格和標(biāo)識(shí)方法66
7.1.3節(jié)點(diǎn)值匹配算法66
7.2電磁場(chǎng)控制方程有限差分?jǐn)?shù)值求解68
7.2.1渦流區(qū)求解68
7.2.2非渦流區(qū)求解70
7.2.3求解邊界條件及收斂條件70
7.3傳熱與流動(dòng)耦合控制方程有限差分
數(shù)值求解74
7.3.1有限差分離散74
7.3.2收斂條件75
7.4流動(dòng)與傳質(zhì)耦合控制方程有限體積
數(shù)值求解75
7.4.1洛倫茲力的數(shù)值求解75
7.4.2有限體積離散76
7.4.3流動(dòng)場(chǎng)高效數(shù)值求解技術(shù)78
7.4.4傳熱與傳質(zhì)耦合求解技術(shù)80
7.5數(shù)值求解計(jì)算流程85
第8章感應(yīng)電爐熔煉模擬算例與
分析87
8.1模型網(wǎng)格與計(jì)算參數(shù)87
8.2電磁場(chǎng)模擬結(jié)果與分析88
8.2.1磁場(chǎng)分布數(shù)值結(jié)果88
8.2.2電磁參數(shù)對(duì)磁場(chǎng)分布的影響90
8.3電磁傳熱耦合行為模擬結(jié)果與分析92
8.4傳質(zhì)行為數(shù)值模擬結(jié)果與分析95
8.4.1網(wǎng)格步長(zhǎng)對(duì)數(shù)值結(jié)果的精度
影響95
8.4.2宏觀偏析數(shù)值模擬結(jié)果分析96
8.5傳熱與流動(dòng)行為耦合模擬結(jié)果與
分析100下篇計(jì)算機(jī)爐料優(yōu)化配比技術(shù)及應(yīng)用
第9章計(jì)算機(jī)爐料優(yōu)化配比數(shù)學(xué)
建模104
9.1計(jì)算機(jī)爐料配比技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及
趨勢(shì)104
9.1.1爐料配比工藝簡(jiǎn)介104
9.1.2工業(yè)配料問(wèn)題研究概況104
9.1.3約束優(yōu)化算法的研究概況106
9.2計(jì)算機(jī)爐料優(yōu)化配比建模108
9.2.1目標(biāo)函數(shù)108
9.2.2約束條件108
9.2.3優(yōu)化配比數(shù)學(xué)模型109
第10章計(jì)算機(jī)爐料優(yōu)化配比求解
方法111
10.1約束優(yōu)化算法111
10.1.1精確算法111
10.1.2近似算法112
10.2最優(yōu)化求解方法113
10.3次優(yōu)解求解方法115
10.3.1約束松弛求解方案115
10.3.2遺傳算法求解方案116
10.4手動(dòng)試錯(cuò)法117
第11章計(jì)算機(jī)爐料配比系統(tǒng)的
設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)119
11.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)119
11.1.1需求分析119
11.1.2總體設(shè)計(jì)120
11.2系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)120
11.2.1數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊的實(shí)現(xiàn)120
11.2.2自動(dòng)爐料配比模塊的實(shí)現(xiàn)124
11.2.3手動(dòng)爐料配比模塊的實(shí)現(xiàn)124
11.2.4爐前爐料配比模塊的實(shí)現(xiàn)128
第12章計(jì)算機(jī)爐料配比系統(tǒng)應(yīng)用
功能131
12.1軟件安裝131
12.2功能概述133
第13章計(jì)算機(jī)爐料配比系統(tǒng)
數(shù)據(jù)庫(kù)136
13.1爐料數(shù)據(jù)庫(kù)136
13.1.1爐料分類136
13.1.2系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)136
13.1.3用戶數(shù)據(jù)庫(kù)141
13.2燒損率與燒損量方案142
13.2.1燒損率與燒損量142
13.2.2燒損率方案設(shè)定143
13.2.3燒損量方案設(shè)定143
13.3雜質(zhì)元素145
13.3.1雜質(zhì)元素的總體含量145
13.3.2雜質(zhì)元素的設(shè)定與統(tǒng)計(jì)145
第14章計(jì)算機(jī)爐料配比系統(tǒng)主要
功能146
14.1爐料配比146
14.1.1爐料配比界面與基本內(nèi)容146
14.1.2爐料配比基本步驟147
14.2自動(dòng)爐料配比154
14.2.1解方程組法154
14.2.2窮舉法與最小成本法156
14.3手動(dòng)爐料配比161
14.3.1手動(dòng)配比的基本思路161
14.3.2手動(dòng)配比的步驟161
14.4爐前配比164
14.4.1爐前配比的基本思路164
14.4.2爐前配比的步驟164
14.5爐前工人配料模塊170
14.5.1保溫爐牌號(hào)轉(zhuǎn)換快速計(jì)算170
14.5.2保溫爐牌號(hào)轉(zhuǎn)換歷史記錄171
14.5.3爐前工人配料172
第15章鑄造過(guò)程爐料配比應(yīng)用
實(shí)例174
15.1鑄鋼件應(yīng)用實(shí)例174
15.2灰鑄鐵件應(yīng)用實(shí)例175
15.3球墨鑄鐵件應(yīng)用實(shí)例177
15.4鋁合金鑄件應(yīng)用實(shí)例179
15.5銅合金鑄件應(yīng)用實(shí)例180
第16章模具鋼爐料配比應(yīng)用實(shí)例182
16.1刃具模具用非合金鋼應(yīng)用實(shí)例182
16.2量具刃具用鋼應(yīng)用實(shí)例183
16.3耐沖擊工具用鋼應(yīng)用實(shí)例185
16.4軋輥用鋼應(yīng)用實(shí)例186
16.5冷作模具鋼應(yīng)用實(shí)例188
16.6熱作模具鋼應(yīng)用實(shí)例189
16.7塑料模具用鋼應(yīng)用實(shí)例190
16.8特殊用途模具鋼應(yīng)用實(shí)例192
第17章?tīng)t料配比常見(jiàn)問(wèn)題194
17.1關(guān)于爐料數(shù)據(jù)庫(kù)194
17.2關(guān)于燒損率195
17.3關(guān)于燒損量197
17.4關(guān)于爐料配比的目標(biāo)合金198
17.5關(guān)于爐料配比的爐料成分199
17.6關(guān)于解方程組法自動(dòng)配比200
17.7關(guān)于窮舉法與最小成本法自動(dòng)
配比201
17.8關(guān)于手動(dòng)配比202
17.9關(guān)于爐前配比203
參考文獻(xiàn)204