鑄造熔煉過程模擬與爐料優(yōu)化配比技術(shù)
定 價：69 元
叢書名：鑄造數(shù)字化信息化智能化技術(shù)叢書
- 作者：周建新
- 出版時間：2021/6/1
- ISBN：9787111678304
- 出 版 社：機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TG21
- 頁碼：205
- 紙張：
- 版次：
- 開本：16開
本書系統(tǒng)闡述了鑄造熔煉過程模擬與爐料優(yōu)化配比的理論方法、軟件系統(tǒng)及應(yīng)用案例。本書分上、下兩篇：上篇鑄造熔煉過程模擬技術(shù)及應(yīng)用，主要介紹了沖天爐熔煉成分預(yù)測數(shù)學建模、熱力學建模、參數(shù)約束處理、系統(tǒng)開發(fā)，以及感應(yīng)電爐熔煉數(shù)學建模、數(shù)值模擬求解技術(shù)、模擬算例與分析；下篇計算機爐料優(yōu)化配比技術(shù)及應(yīng)用，主要介紹了計算機爐料優(yōu)化配比數(shù)學建模、系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，以及華鑄FCS爐料配比軟件系統(tǒng)的主要功能模塊、操作使用方法和實際應(yīng)用案例。本書是對我國鑄造行業(yè)從數(shù)字化走向智能化的思考與探索，以期為我國鑄造行業(yè)由大變強奠定好數(shù)字化的基礎(chǔ)，并為我國鑄造行業(yè)走向智能化鑄造提供鑄造熔煉工藝與成分優(yōu)化配比方法指導、國產(chǎn)鑄造熔煉過程模擬與爐料配比軟件系統(tǒng)支持以及典型應(yīng)用案例借鑒。
前言
上篇鑄造熔煉過程模擬仿真技術(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鑄造熔煉計算機技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢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)測數(shù)學
建模11
2.1熔煉過程的物質(zhì)變化11
2.2熔煉成分的數(shù)學建模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)學建模14
第3章沖天爐熔煉成分預(yù)測熱力學
建模18
3.1多相多組分體系成分預(yù)測的常見
算法18
3.1.1熱力學平衡18
3.1.2平衡常數(shù)法18
3.1.3最小自由能法20
3.2熔煉熱力學建模21
3.2.1熱力學建模的假設(shè)條件與要求21
3.2.2基于最小自由能法的熱力學
建模22
3.3組元化學勢計算22
3.3.1組元標準摩爾吉布斯函數(shù)的
計算22
3.3.2組元偏摩爾吉布斯函數(shù)的計算25
第4章沖天爐熔煉成分預(yù)測參數(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)測系統(tǒng)
開發(fā)42
5.1熱力學模型的優(yōu)化求解方法42
5.1.1求解算法的選擇42
5.1.2遺傳算法簡介42
5.1.3遺傳算法求解方法44
5.2沖天爐成分預(yù)測系統(tǒng)的實現(xiàn)46
5.2.1成分預(yù)測系統(tǒng)內(nèi)容46
5.2.2成分預(yù)測系統(tǒng)的系統(tǒng)實現(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)電爐熔煉電磁場數(shù)學建模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電磁場控制方程58
6.2.5復(fù)矢量磁位和復(fù)標量電位描述
方程組59
6.3感應(yīng)電爐熔煉多物理場耦合數(shù)學
建模61
6.3.1假設(shè)條件61
6.3.2傳熱與流動耦合數(shù)學建模62
6.3.3流動與傳質(zhì)耦合數(shù)學建模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交錯網(wǎng)格和標識方法66
7.1.3節(jié)點值匹配算法66
7.2電磁場控制方程有限差分數(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流動場高效數(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)格與計算參數(shù)87
8.2電磁場模擬結(jié)果與分析88
8.2.1磁場分布數(shù)值結(jié)果88
8.2.2電磁參數(shù)對磁場分布的影響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)格步長對數(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傳熱與流動行為耦合模擬結(jié)果與
分析100下篇計算機爐料優(yōu)化配比技術(shù)及應(yīng)用
第9章計算機爐料優(yōu)化配比數(shù)學
建模104
9.1計算機爐料配比技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及
趨勢104
9.1.1爐料配比工藝簡介104
9.1.2工業(yè)配料問題研究概況104
9.1.3約束優(yōu)化算法的研究概況106
9.2計算機爐料優(yōu)化配比建模108
9.2.1目標函數(shù)108
9.2.2約束條件108
9.2.3優(yōu)化配比數(shù)學模型109
第10章計算機爐料優(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手動試錯法117
第11章計算機爐料配比系統(tǒng)的
設(shè)計與實現(xiàn)119
11.1系統(tǒng)總體設(shè)計119
11.1.1需求分析119
11.1.2總體設(shè)計120
11.2系統(tǒng)功能實現(xiàn)120
11.2.1數(shù)據(jù)庫管理模塊的實現(xiàn)120
11.2.2自動爐料配比模塊的實現(xiàn)124
11.2.3手動爐料配比模塊的實現(xiàn)124
11.2.4爐前爐料配比模塊的實現(xiàn)128
第12章計算機爐料配比系統(tǒng)應(yīng)用
功能131
12.1軟件安裝131
12.2功能概述133
第13章計算機爐料配比系統(tǒng)
數(shù)據(jù)庫136
13.1爐料數(shù)據(jù)庫136
13.1.1爐料分類136
13.1.2系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫136
13.1.3用戶數(shù)據(jù)庫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145
第14章計算機爐料配比系統(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手動爐料配比161
14.3.1手動配比的基本思路161
14.3.2手動配比的步驟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保溫爐牌號轉(zhuǎn)換快速計算170
14.5.2保溫爐牌號轉(zhuǎn)換歷史記錄171
14.5.3爐前工人配料172
第15章鑄造過程爐料配比應(yīng)用
實例174
15.1鑄鋼件應(yīng)用實例174
15.2灰鑄鐵件應(yīng)用實例175
15.3球墨鑄鐵件應(yīng)用實例177
15.4鋁合金鑄件應(yīng)用實例179
15.5銅合金鑄件應(yīng)用實例180
第16章模具鋼爐料配比應(yīng)用實例182
16.1刃具模具用非合金鋼應(yīng)用實例182
16.2量具刃具用鋼應(yīng)用實例183
16.3耐沖擊工具用鋼應(yīng)用實例185
16.4軋輥用鋼應(yīng)用實例186
16.5冷作模具鋼應(yīng)用實例188
16.6熱作模具鋼應(yīng)用實例189
16.7塑料模具用鋼應(yīng)用實例190
16.8特殊用途模具鋼應(yīng)用實例192
第17章爐料配比常見問題194
17.1關(guān)于爐料數(shù)據(jù)庫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)于解方程組法自動配比200
17.7關(guān)于窮舉法與最小成本法自動
配比201
17.8關(guān)于手動配比202
17.9關(guān)于爐前配比203
參考文獻204
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