模具沉积层应变的模拟

为分析沉积层应变的变化情况,并找出温度与形变的变化规律,采用有限元分析软件ANSYS计算并绘制不同时刻以及不同位置沉积层内的温度及应力应变曲线,在建立传热模型过程中考虑了金属液滴向沉积层的传热以及沉积层向系统外的热量散失等问题．采用在厚度方向以微小层逐层叠加来模拟涂层的增厚,并以此为基础构造沉积层有限元计算模型,应用单元生与死逐层激活层单元参与计算过程．实现移动边界以充分模拟真实的喷涂沉积过程．通过分析不同时刻以及不同位置沉积层内的应力应变曲线,获得了沉积层应力应变变化规律．结果表明,沉积层内存在残余塑性应变,且沉积层与母模接触部位等效应力最大,是最易翘曲的地方,验证了沉积层失稳的一般形式．     

Q345B厚板T型头CO_2气体保护焊温度场的数值模拟与分析

基于商用有限元软件ANSYS的APDL语言,选用适用于CO2气体保护焊的双椭球热源模型,建立Q345B厚板T型接头多层多道焊的有限元模型,采用单元生死技术,通过编制子程序逐层逐段地激活焊缝单元来模拟焊缝材料的填充过程,得到不同焊接速度下模型温度场的分布情况以及模型典型位置的热循环曲线,并通过实验验证了仿真结果,证明了焊接模拟的可靠性,为实际焊接过程分析提供一定的理论帮助.     

CO2气体保护焊温度场的三维数值模拟与分析

采用商用ANSYS软件的二次开发语言,选用适宜于CO2气体保护焊的双椭球热源模型,建立了Y型坡口的两块钢板对接多层多道焊模型,分别采用三种不同"单元生死"技术对其温度场分布规律进行数值模拟及对比分析,验证了模拟过程中采用逐步、逐层激活焊缝单元的"单元生死"技术的必要性.得到了模型在各时间点的温度场分布,绘制了典型位置的热循环曲线,据此可掌握和预测实际焊接过程以及焊接之后焊件的组织、性能以及残余应力的变化情况.     

ZA合金挤压铸造凝固过程温度场、应力场数值模拟

用有限元方法分析了ZA合金挤压铸造在凝固过程中的温度场以及由此产生的热应力场．对传热系统模型中的对流、辐射边界条件和凝固潜热进行了处理，用ANSYS有限元软件进行数值计算分析，并给出了计算结果。     

基于Shell-Solid单元混合建模技术的焊接数值模拟方法

针对焊接数值模拟的体单元模型计算效率低和壳单元模型计算精度低的问题,本文提出了一种焊接过程数值模拟的Shell-Solid单元混合建模方法.以平板对接焊为例,分别采用Shell单元、Solid单元和Shell-Solid单元混合建模,开展了焊接温度场和结构热力耦合响应的数值模拟,对比分析了温度场、应力场及计算效率.结果...     

7A52铝合金双丝MIG焊接温度场及残余应力场数值模拟

运用大型有限元模拟分析软件ABAQUS,采用双丝MIG焊接方法,对7A52超硬铝合金的平板对接接头温度场和残余应力场进行数值模拟。模型选用三维实体单元,考虑了材料物理性能随温度变化的影响,借助Fortran语言添加DFLUX用户子程序完成热源模型的添加过程,利用单元“生死”及“追踪”模拟焊接过程。得出了三维温度场及残余应力场云图,并对数值模拟结果进行分析。     

地源热泵地埋管多层岩土温度场的数值分析

将地埋管周围同物性岩土分层,模拟地源热泵地埋管夏季制冷条件下各岩土层非稳态传热过程;与一般传热模型模拟结果对比,分析钻孔外岩土区域温度场热作用特性.利用多层岩土传热模型,研究了距钻孔一定距离处岩土温度场分布随运行时间的变化规律,以及进口流体速度、土壤热物参数对地埋管周围岩土温度场分布的影响.计算结果可为地源热泵地埋管换热器的动态模拟、优化设计提供参考.     

压铸模的功能梯度材料涂层性能分析

为了提高压铸模的使用寿命,用有限元方法对涂层为功能梯度材料的压铸模进行分析.梯度材料涂层分为5层,沿模具表面法向氮化钛所占的比例逐渐增加,分别为20%、40%、60%、80%、100%.在不同厚度涂层的应力分析中,涂层中氮化钛的比例不变,只增加每一层的厚度,涂层总厚度分别为0.002 mm,0.004 mm,0.006 mm,0.008 mm,0.01 mm.功能梯度材料的性能参数采用简单混合物运算法则计算.应用有限元法对有功能梯度材料涂层的模具和没有功能梯度材料涂层模具的温度场、应力场进行比较分析,并对不同厚度功能梯度材料涂层的应力进行研究.结果显示:当功能梯度材料涂层的厚度为0.006 mm时温度场分布更合理,表面剪应力及压应力变化平缓,有效延长了模具寿命.     

摩擦焊接过程中的传热与计算

在通过有限元分析技术对细棒的传热计算做了基础性研究的基础上,探讨了焊接过程的温度场及影响因素,并在假定条件下对温度场和热流密度分布关系做了理论推导,对焊接以及数值模拟分析提供了理论依据,提高了热分析的准确性.     

重载齿轮涂层承载能力的仿真分析

为了将物理气相沉积(physical vapor deposition,PVD)涂层应用到高速重载齿轮传动装置中,运用有限元分析了涂层类型、涂层厚度、载荷大小对涂层应力分布的影响.考虑到齿轮轮齿工作面受力复杂,结合齿轮轮齿实际载荷,用非线性弹簧单元来模拟涂层-基体结构的界面结合层,建立了齿轮涂层接触力学计算模型.结合国内外其他学者所做的实验研究,计算结果表明:涂层表面的最大等效应力是涂层表面裂纹产生的主要因素,涂层厚度对等效应力分布有较大影响;涂层/基底界面的最大切应力是导致涂层剥落的主要因素,不同的涂层厚度对切应力点的分布有很明显的影响;载荷等级影响涂层的应力分布和失效形式.     

基于ANSYS平台的旋转电弧传感器焊接热过程模拟

针对旋转电弧传感器焊接的特点,对平板M IG焊接,建立了适当的有限元计算模型,利用ANSYS软件的APDL语言编写了程序,解决了呈高斯函数分布且旋转移动的焊接热源的施加的问题,实现了焊接温度场的三维动态模拟,并将计算量控制在可接受的范围内.研究了旋转电弧传感器自身的特性对焊缝质量的影响作用,并通过实验验证了模拟的可靠性.     

高强埋弧焊接圆钢管多层多道焊接数值模拟

为研究高强埋弧焊接圆钢管纵向残余应力分布规律及影响因素,考虑了高强钢材非线性物理材料属性和焊接过程中的相变潜热,以均匀热源模型模拟第一道次熔化极气体保护焊(GMAW)热源,以双椭球热源模型模拟第二、三道次埋弧焊(SAW)热源,通过单元生死功能模拟焊缝生长过程,并在焊接荷载步间不断修正钢管与空气热传递的表面积,对3道次焊...     

非稳对流模式下混凝土箱梁内生热场与计算方法

针对高墩混凝土箱梁墩顶块水化热温度场分布状况,考虑风速的影响,建立了非稳定对流热传导模式,利用有限元程序对8种风况的混凝土箱梁水化热温度场进行分析,总结了非稳定对流模式下混凝土箱梁墩顶块水化热温度场的分布规律,利用MATLAB分布拟合温度峰值和温差峰值随风速变化的计算公式.研究结果表明:非稳定计算模式适合计算高墩混凝土箱梁墩顶块的水化热温度场;水化热温升效应明显、衰减缓慢、约48 h达到温度峰值;风速影响各个时间点的水化热温度数值,然对其变化趋势无影响,风速对温升影响小,对温度的衰减影响大;随着风速的增大,水化热温度衰减趋势逐渐降低,薄厚差异明显的结构温度衰减具有阶跃现象;当风速较大时,温度衰减变化幅度减小,有靠拢之趋势;风速对温差峰值的影响与风速对温度峰值的影响呈相反趋势;温差64 h左右达到峰值、其值约24℃;减小风速,有利于控制温差,旨在达到控制温度应力的目的.     

三维复杂槽型铣刀片物理场分析

以哈尔滨理工大学开发的波形刃（前刀面为波形曲面）铣刀片为例,进行三维复杂槽型铣刀片物理场分析。在已建立的铣削力数学模型的基础上,建立波形刃铣刀片前刀面的受力密度函数;在受力密度函数的基础上对波形刃铣刀片进行应力场分析;在铣削温度数学模型基础上,建立波形刃铣刀片表面受热密度函数;在受热密度函数的基础上对波形刃铣刀片进行温度场分析;最后,对波形刃铣刀片的温度场和应力场进行耦合分析,探讨耦合情况下等效应力的分布规律和受力变形状况。     

多排热丝沉积大面积金刚石薄膜中热丝参数的影响

根据热丝化学气相沉积法制备大面积金刚石薄膜工艺中热丝与衬底之间的几何关系,建立了该系统的热传递模型,利用计算机辅助数值解方法,给出了衬底温度与衬底表面的热辐射能量密度随热丝数量、热丝与衬底间距变化的关系．并利用该方法设计了沉积面积为100mm×100mm的金刚石薄膜的最佳热丝几何参数．     

管道内喷液轨迹线的计算方法研究

为提高管道内防腐涂料的离心喷涂质量,首先建立了旋转空气流场环境下的空气流场速度沿径向的分布关系式,然后引用旋转坐标系解决了在旋转空气场阻力条件下飞行喷液运动轨迹参数的计算问题。最后,通过实验验证了理论分析结果的正确性,为管道内防腐涂料的离心喷涂工艺参数的选取提供了理论依据。     

X5CrNi1810不锈钢焊接应力应变场的数值模拟

采用有限元软件SYSWELD对X5CrNi1810不锈钢平板TIG焊的应力应变场进行三维动态模拟,同时应用SYSWELD软件的校核工具对双椭球热源进行校核,得出了等效应力分布图和焊缝中心线上纵向残余应力分布曲线及不同时刻焊接变形云图．与文献资料比较表明,所建立的三维模型可以动态地模拟焊接过程,对实际生产有一定的指导意义以及最终改善X5CrNi1810不锈钢的焊接性提供参考依据．