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钛合金激光直接成形过程中热力耦合场的数值模拟 总被引:6,自引:0,他引:6
为控制成形过程的热应力,根据有限元法中的生死单元技术,利用ANSYS参数化设计语言编程实现对多道多层激光金属沉积成形过程三维温度场和应力场的数值模拟,并对熔池与粉末、激光与粉末的相互作用进行能量补偿,更加准确地计算成形过程中温度场和应力场的动态变化,得到成形过程中模型温度场、温度梯度、热应力场和残余应力的分布规律.结果表明,成形件不同层上的各节点虽然被激活的时间不一样,但它们具有相似的温度变化规律;试样内的温度梯度主要沿z轴方向分布,熔池区的温度梯度非常大,但其他方向不明显;瞬态热应力集中在温度梯度变化较大的区域,这与热应力形成的机理是一致的;通过对成形件中各方向的残余应力分析,从温度梯度的角度总结各方向残余应力变化规律,侧面验证残余应力的形成机理.通过相同工艺参数下的试验验证,证明上述分析与实际情况是基本吻合的. 相似文献
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激光航海惯性组件温度场与热变形有限元模拟 总被引:1,自引:1,他引:0
激光捷联惯性组件是航海惯性导航系统的核心部件,惯性组件的温度变化直接影响系统的导航精度。本文利用ANSYS模拟了激光捷联惯性组件的温度场、热应力场和热变形。首先介绍了我们设计的激光捷联惯性组件的结构特征,建立了有限元模型,然后详细介绍了有限元分析中边界条件的处理及换热系数的计算方法,最后给出了激光捷联惯性组件的稳态温度场、瞬态温度场分布情况。实验测试结果与仿真分析结果吻合,计算误差小于2%。利用热-结构耦合法仿真分析了激光捷联惯性组件的热应力场和热变形情况。本文的研究结果可以为激光航海捷联惯性组件温度补偿中测温点的选取、捷联惯导系统变温过程中的标定、惯性组件的热设计以及进一步优化设计等提供参考依据。 相似文献
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系统地分析了覆膜材料激光加工的原理,通过分析各参数对温度的影响,得到了温度场的计算模型,并对覆膜材料的选择性激光烧结成形温度场的分布变化进行了数值模拟计算,分析了烧结过程及热物性参数之间的变化关系。利用有限元方法对温度场进行模拟,建立合理的有限元模型,得到了烧结件的温度变化趋势,并用热电偶测温系统实测温度验证计算结果,从而可以提高制件的精度。 相似文献
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本文针对激光立体成形过程中的热应力变形问题,首先利用原位测量平台监测了一次沉积和二次沉积单壁墙过程中的温度场和基板变形历史,然后基于测量结果校验了有限元热力耦合模型,最后分析了激光立体成形过程中热-变形的演化规律。结果表明,模拟结果与实验结果相符。随着沉积层数增加高温区面积不断增加,且熔池前沿温度梯度明显大于熔池尾部。相比一次沉积过程,二次沉积过程中熔池温度明显较高,且升温速率更快。另外,初始沉积阶段的高温度梯度和冷却阶段的高冷速是诱导热应力和变形的主要因素。 相似文献
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激光弯曲成形是一种利用激光成形工件的柔性成形技术.建立了钛箔激光微弯曲成形的三维热力耦合有限元模型,采用大型非线性有限元软件ANSYS对其激光微弯曲过程进行了有限元模拟.通过模拟计算得到了钛箔激光微弯曲过程的温度场和位移场分布.结果表明:钛箔上下表面存在温度梯度,但由于钛箔厚度薄,热传导迅速,导致其z向位移出现波动. 相似文献
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端铣淬硬钢时新型陶瓷刀具热破损的强激光模拟 总被引:2,自引:0,他引:2
利用强激光热模拟实验,模拟好单齿端铣刀在铣削过程中的温度变化规律,并用有限元对刀具的温度场和热应力场进行了分析。从对热冲击后的刀片SEM分析发现,在热源附近产生了通过热源以径向为主的网状裂纹。最后对刀具热裂的机理进行了分析。 相似文献
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汽车侧门防撞杆热冲压有限元仿真分析 总被引:1,自引:0,他引:1
建立了防撞杆热冲压的力学模型和有限元分析模型,时整个热冲压成形过程进行有限元数值模拟,分析了压边力、摩擦系数等工艺参数对热冲压模拟的影响,得到了相关部件的应力、应变以及温度场分布规律. 相似文献