武汉科技大学学报(自然科学版)2025，Vol.48Issue(1) ：8-13.DOI:10.3969/j.issn.1674-3644.2025.01.002

基于多尺度广义自洽模型的耐火材料变温性能预测

Prediction of variable temperature performance of refractory based on multi-scale generalized self-consistent model

刘昌明 李贤军 王东烁 熊琦
武汉科技大学学报(自然科学版)2025，Vol.48Issue(1) ：8-13.DOI:10.3969/j.issn.1674-3644.2025.01.002
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基于多尺度广义自洽模型的耐火材料变温性能预测

Prediction of variable temperature performance of refractory based on multi-scale generalized self-consistent model

刘昌明 1李贤军 2王东烁 3熊琦3
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作者信息

  • 1. 武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室,湖北 武汉,430081;武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室,湖北 武汉,430081;武汉科技大学机械自动化学院,湖北 武汉,430081
  • 2. 武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室,湖北 武汉,430081;武汉科技大学机械自动化学院,湖北 武汉,430081
  • 3. 武汉科技大学机械自动化学院,湖北 武汉,430081
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摘要

针对耐火材料在高温工况下弹性模量的复杂非线性变化,从两相热膨胀系数失配导致的材料失效理论入手,借助多尺度广义自洽模型,提出了一种利用耐火材料各组分的热弹性性能对其变温过程中的宏观非线性行为进行预测的方法.以热压成型的玻璃-球形氧化铝耐火材料为例,对其升温/降温过程中的弹性模量进行了预测.结果表明,预测值与实验数据基本相吻合,利用该方法预测两相耐火材料的热弹性性能能够得到较为精确的结果.

Abstract

In light of the complex nonlinear change of elastic modulus of refractory materials under high temperatures and starting from the material failure caused by the mismatch of two-phase thermal expansion coefficients,a method for predicting the macroscopic nonlinear behavior in the process of temperature change by using the thermoelastic properties of each compo-nent of refractory materials was proposed by means of multi-scale generalized self-consistent model.With the glass-spherical aluminum oxide refractory formed by hot pressing as an example,the elastic modulus in the process of heating/cooling was predicted.The results show that the predicted values are basically consistent with the experimental data.Using this method to predict the thermoelastic properties of two-phase refractories can yield more accurate results.

关键词

耐火材料/广义自洽模型/细观力学/变温性能/数值解析

Key words

refractory/generalized self-consistent model/mesomechanics/variable temperature performance/numerical analysis

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出版年

2025
武汉科技大学学报(自然科学版)
武汉科技大学

武汉科技大学学报(自然科学版)

北大核心
影响因子：0.38
ISSN：1674-3644
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