65Mn钢板激光扫描温度场及应变场的数值模拟

利用ANSYS软件,建立了三维瞬态激光扫描过程的温度场有限元模型,利用APDL语言实现热源的移动,对65Mn板激光扫描过程进行数值模拟,研究不同工艺参数对钢板扫描后温度场的变化规律,并对比了不同功率和不同扫描速度对温度场和变形量的影响。结果表明：随着热源的移动,温度场呈现狭长椭圆形分布,且激光光斑前缘温度梯度大,后部温度梯度小;在相同激光功率700 W下,扫描越慢,65Mn钢板表面温度最大值越大,扫描速度为6 mm/s时,表面温度最高值为495.434 K;在相同扫描速度6 mm/s下,扫描功率越大,65Mn钢板表面温度最大值越大,当扫描功率为1100 W时,该最大值为611.024 K。为验证模拟计算结果,对65Mn钢板进行实际激光扫描试验,试验值与模拟值吻合良好。     

27SiMn钢表面激光熔覆的数值模拟与验证

在27SiMn钢表面激光熔覆铁基合金粉末,对激光熔覆成形过程中移动高斯热源作用下的温度场利用ANSYS有限元分析软件进行模拟,并建立了三维模型。进行单因素动态模拟,探讨了各工艺参数对温度场的影响。通过设计三水平三因素的正交试验来验证模拟结果的准确性。结果表明:熔池中心的温度最高。当扫描速度一定时,熔池内最高温度与激光功率成正比例关系;当激光功率不变时,激光扫描速度与熔池内最高温度成反比例关系;不同搭接率对熔池内的最高温度影响较为有限。不同时刻下的温度场激光移动热源中心前方的温度梯度大于激光移动热源中心后方的温度梯度。在激光熔覆过程中,当激光功率为2500 W,扫描速度在16 mm/s,搭接率为1/2时,可得到与基体具有良好冶金结合的熔覆层。     

AZ91D 镁合金表面激光熔覆 Al-Cu 合金的温度场模拟与验证

目的确定AZ91D镁合金表面激光熔覆Al-Cu合金的最佳工艺参数。方法利用有限元软件ANSYS建立移动高斯热源作用下的温度场三维模型,对不同参数下激光熔覆过程中的温度场进行动态模拟,确定工艺参数。结果熔池中心的温度随着激光功率的增大而增大,随着热源移动速度和光斑直径的增大而减小。温度过高时,熔覆层下塌且内部出现裂纹;温度过低时,熔覆层上有大量的金属颗粒且内部含有夹杂物。结论当功率为240 W、扫描速度为2.5 mm/s、光斑直径为0.6 mm时,熔池中心的温度约为1100℃,熔覆层与基体接触面的温度约为700℃。在此参数下得到了表面成形光滑且与基体结合紧密的致密熔覆层。     

激光功率对DH36船用钢力学性能及强化机制的影响

目的 提高DH36船用钢表面力学性能及研究其强化机制。方法 采用不同激光功率对DH36船用钢表面进行激光重熔。随后使用OM、SEM、TEM、万能力学试验机和维氏硬度计研究了激光功率对DH36船用钢组织转变、析出相和力学性能的影响。利用Rosenthal模型计算出了熔池内的温度梯度、冷却速率和凝固速度。分析讨论了不同激光功率下重熔层内显微组织的转变过程。比较了不同激光功率作用后DH36船用钢的拉伸性能和显微硬度。结果 激光功率为1 500 W时,最大的屈服强度和抗拉强度分别为495.7 MPa和615.5MPa。重熔层内显微硬度沿z方向呈逐渐下降趋势,激光功率为1 000 W时,具有最大的硬度值448HV。随着激光重熔功率(P)的增加,熔池内的温度梯度的最大值(G_max)单调增加,而凝固速度的最大值(R_max)则与P无关。当v=10 mm/s时,激光重熔DH36钢的熔池内有R_max=0.098 3 m/s。在P=2 500 W时,熔池内有G_max=107 700 K/m。功率为1 000 W时,晶粒内...     

TC4薄板激光对接焊温度场的数值模拟

采用锥状热源模型,利用有限元软件对1 mm厚TC4钛合金薄板激光对接焊的温度场进行了数值模拟,对比了不同激光功率和焊接速度时的熔池尺寸和高温停留时间。研究结果表明,使用锥状热源建立焊接温度场三维对称模型,可以有效模拟TC4钛合金平板激光对接焊过程中温度场变化规律;在熔透焊接参数情况下,选择较大的焊接速度或者较低的激光功率,能够减少高温持续时间和晶粒粗化程度。     

钛合金TC4激光熔覆成形的数值模拟研究

对钛合金TC4激光熔覆过程进行数值模拟。分析了不同激光功率、焊接速度下,激光熔覆过程中的温度场及应力场。结果表明:在本模拟研究中,当扫描速度为4 mm/s时,激光光斑半径为1.5 mm,激光功率为300 W时,熔池深度为0.6 mm,宽度为2.4 mm,成形效果好;当激光功率升至500 W,扫描速度为5 mm/s,激光光斑半径为1.5 mm时,成形效果也好。综合考虑成形质量和时间成本,后者为最优工艺参数。成形件的中心部位应力较为集中,出现缺陷的可能性较大。     

DP980高强钢薄板激光拼焊有限元数值模拟与分析

以1.6 mm厚的DP980薄板为研究对象,基于有限元分析软件,通过调节焊接面热源和柱体热源的分配比例,建立激光焊热源模型。采用自适应网格技术对不同焊接工艺参数下DP980薄板对接焊进行温度场、应力场模拟,并通过比较正交模拟试验结果,得到了较优焊接工艺,为实际焊接生产提供理论依据。结果表明,模拟所得的焊缝熔池与实际焊接结果相符,即该热源模型具有一定适用性;相比激光功率,焊缝形貌随焊接速度的变化更为明显;焊接最高温度与激光功率呈正相关,与焊接速度呈负相关;同一焊接速度,焊接残余应力及变形都随激光功率的增大而增大;同一激光功率,焊接速度合适时,焊接残余应力及变形都随焊接速度的增大而减小;相比于激光功率,焊接速度对焊接残余应力及变形的影响较大。     

激光淬火工艺参数对Cr12MoV钢组织与性能的影响

研究了激光淬火对Cr12MoV钢组织及性能的影响规律,分析了不同激光功率(1050、1200、1350 W)及扫描速度(3、4、5 mm/s)对表面激光淬火层的显微组织、硬度及残余压力的影响。结果表明,经激光淬火后Cr12MoV钢的表面硬度提升明显,表面残余应力由拉应力转变为压应力。当激光功率为1200 W,扫描速度4 mm/s时,材料表面宏观形貌平整,微观组织晶粒细化,表面硬度最大(653.68 HV),残余压应力达到-259.29 MPa。     

钢板高频感应移动加热成形有限元建模及模拟研究

基于Ansys-APDL语言,采用磁场与温度场耦合移动热源,对感应加热钢板进行三维电磁-热-应力耦合模拟分析。结果表明,钢板加热时温度场和钢板Y方向变形场分布都不均匀,加热最后区域均出现明显的端部效应;加热区前端的温度梯度大,尾端的温度梯度小,钢板上下表面出现较大的温差;加热区域Y方向变形量UY随加热功率的增加而增大,随加热速度v的增大而减小;随着加热功率的增大,钢板弯曲角度θ线性增大,曲率半径ρ先减小后趋于定值;随着线圈移动速度的加快,钢板的弯曲角度θ线性减小,曲率半径ρ先增大后趋于定值。     

激光淬火对调质预处理Cr12MoV钢组织及性能的影响

为改善Cr12MoV钢的表面组织并提高硬度,采用不同的工艺参数对调质预处理的Cr12MoV钢进行表面激光淬火,并对其显微组织、淬硬层深度以及硬度进行表征。结果表明:当激光功率为1 000 W,淬火速度为4 mm/s时,Cr12MoV钢表面有效淬硬层约为0.6 mm,表面硬度相对于调质预处理态提高了47.8%,为66.5 HRC。     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

Development of the technology of ultrasonic welding of components made of Capron tapes

The technology of ultrasonic welding of components made of Capron tapes producing welded joints with high strength parameters has been developed. The numerical values of the main parameters of the conditions of ultrasonic welding of the Capron tapes are determined. It is shown that the increase in the amplitude and welding pressure shortens the welding time. The experimental results show that the Capron tapes are characterized by geometrical homogeneity in both the transverse and longitudinal direction so that the welded joints can be produced both along and across the tape.     

钢材打捆机控制系统智能化技术的研究

钢材打捆机是一种用于轧钢精整工艺的新型自动化设备，其控制系统基于SiemensS7 PLC和TP7触摸屏。系统的智能化技术主要包括：液压高低压自动控制、在线监视、离线故障检测、多台设备协同工作、可视化人机交互技术。本文描述了这些技术的原理与实现方法。     

FeCrAIW电弧喷涂层组织的致密化研究

采用激光辐照对FeCrAlW电弧喷涂层的组织进行致密化处理,借助扫描电镜和X衍射对涂层的组织进行了分析.测试了涂层的显微硬度.结果表明:涂层组织致密度提高,孔隙率明显降低.随着激光扫描速度的增加,涂层的显微硬度降低.在较低的扫描速度下,涂层与基体之间形成互熔区,涂层与基体之间产生良好的冶金结合.     

钢管穿孔机主减速机振动分析

宝山钢铁股份有限公司钢管分公司的穿孔机下辊主减速机在大定修前,减速机轴和下辊大电机的振动情况严重,诊断部门对该减速机进行了测振分析,结合对电机振动、减速机振动的频谱分析和对轴承的故障频率成分分析,找出了主减速机振动的原因是轴承损伤。该分析结果与解体检查的结果相一致。     

面向零件形状的计算机图形库的开发

论述了CAD技术中参数化设计的三种建模方法，重点介绍了基于特征的参数化建模原理。在此基础上，分析机械设计中的机构结构，归纳出其零件的几何特征构成。设计了机构CAD图形库，并提出了该图形库生成步骤和人机交互界面。     

高等教育国际化与中国高等教育施化力培育

本文从化层、化型、化向与化力等方面考察高等教育国际化的应然本质属性 ,描述与分析中国高等教育在国际化潮流中表现出的发展态势 ,针对种种态势提出中国高等教育核心施化力培育战略 ,以使中国高等教育乃至世界高等教育真正地走向国际化     

Modelling of processes of thermochemical treatment of metals: traditions of Russian scientific school

Abstract

The paper is devoted to 100th anniversary of the outstanding Russian scientist professor Yuriy Mikhailovich Lakhtin – the founder of the world-famous scientific school of surface strengthening of metals and alloys. Lakhtin's scientific school is recognised for its contribution into research of processes of thermochemical treatment of metals and especially of nitriding. Today at the Department of Metal Science and Heat Treatment of MADI his followers continue the traditions of Lakhtin's scientific school. The development of technologies of surface engineering is based on complex modelling of physical processes realised by thermochemical treatment of metals. Thermodynamic models describe the interaction between metals and components of saturating atmosphere and predict phase composition of diffusion layer. Diffusion models of kinetics of saturation of metals allow us to calculate the rate of growth of diffusion layer and regulation of its depth and structure. Structural models determine quantitative dependence between parameters of structure (grain size, dispersed particles, etc.) and mechanical properties. These models allow us to estimate the level of strengthening by control of structural specifics of strengthened layer. On the basis of this complex of models, new efficient technologies of surface strengthening are developed.     

冲压件小螺纹底孔翻边参数的修正

结合长期的实践体会,分析了冲压件小螺纹底孔翻边参数,对冲压件小螺纹底孔部分翻边参数进行了有效的修正,修正后的参数在长期的运用中效果较佳。     

AGC系统液压缸位移传感器的软修正

针对液压缺模拟位移传感器LVDT存在增益漂移的问题，研究出一套校正方法。其特点是利用轧机上的压力传感器及电动压下位移传感器来校正液压缸位移传感器，得出修正系数k。修正后，AGC系统运行状态明显稳定，控制精度进一步提高。