焊接顺序对底板结构变形影响的数值研究

利用非线性有限元方法,分别对单、双、三、四个筋板的底板结构的焊接变形进行了数值模拟分析.采用8节点六面体单元建立了疏密过渡的有限元模型,使用随温度变化的材料热-力参量,运用了精度较高的双椭球热源模型以及生死单元的方法,模拟得到了不同焊接顺序下多筋板底板结构焊接横向变形情况,并对结果进行了分析.结果表明,对上述四种结构,每个筋板两侧的焊缝采用先焊接一侧再焊另一侧的方法,与传统的双面角焊缝同时焊接的方法相比,可以减小横向收缩量8％左右;每个筋板两侧采用反向焊接比同向焊接的方法横向变形也有所降低;所有筋板的相同侧同时焊接可以明显减小底板的横向收缩量,这样也可以节省大量的时间成本.     

球扁钢感应加热温度场模拟与工艺优化

球扁钢采用电磁感应加热技术实现在线淬火热处理。感应加热过程中球头与腹板存在较大温差,导致淬火后性能不均匀。借助数值模拟方法建立感应加热过程有限元模型,获得不同时刻球扁钢断面温度场分布。进一步采用二位控温法进行感应加热工艺优化,并借助有限元模型进行参数的设计和优化。模拟结果显示腹板与球头温度差由优化前的100℃左右,减少到优化后的少于30℃。采用新工艺进行实验,实验结果与模拟结果比较两者相差较小,验证了模型的准确性和新工艺的可行性。为实现球扁钢感应加热工艺快速选择和优化提供了可靠的数学模型。     

二辊轧机轧辊感应加热模拟研究

针对难变形合金的加工成形方法进行研究,运用Deform-3D有限元软件与SolidWorks三维机械设计软件建立了二辊轧机轧辊的电磁感应加热模型,通过模拟不同电流密度、电源频率和轧辊转速下轧辊的电磁感应加热过程以及不同冷却条件下轧辊的在线感应加热过程,分析了轧辊温度场的变化规律,最终得到合适的轧辊电磁感应加热参数.制作...     

镁合金半固态坯料重熔过程数值模拟

选取了有限元软件ANSYS对镁合金半固态坯料重熔过程进行了数值模拟,并采用电磁感应加热方法。该方法不仅可以提高加热速度,还能使温度均匀化。通过改变电流密度、加热时间、初始温度及频率等参数,找出加热参数与坯料重熔参数之间的关系,以取得通过控制加热工艺参数来获取理想的镁合金半固态坯料组织的理论依据,从而指导生产过程。将所模拟的几组数据比较,选择电流密度为15e6Mm^2,对生产比较有利。考虑到实际的条件。提出了较低电流密度与多极加热结合的想法指导生产。     

随焊电磁感应加热对30CrMnSi钢焊接热循环影响的有限元分析

30CrMnSi低合金高强钢以其优异的强度特点,广泛应用于工业部门的各个领域,但是高强钢的焊接结构易发生裂缝缺陷,特别是冷裂纹,因此对其进行控制研究十分迫切。本文基于电磁感应加热原理,通过在焊接热源后方同步跟踪电磁感应加热的方式合理地控制焊接接头的冷却过程。应用MSC.Marc软件进行电磁感应加热的二次开发和扩展。先进行了常规焊接过程模拟,然后进行焊接热源后方同步跟随电磁感应加热工艺过程模拟,对过程中的温度场进行了分析,通过分析解释了随焊电磁加热控制冷裂的机理。     

转盘轴承滚道感应加热数值模拟分析

转盘轴承是汽车轮毂中非常关键的部件，承担轮毂的旋转运动与结构的支撑作用。目前普遍使用的转盘轴承滚道感应淬火工艺缺乏规范性指导，感应器没有统一标准，导致产品报废率高。以电磁感应理论为基础，建立转盘轴承滚道感应加热过程的数值模拟模型，研究不同感应器结构在静态与动态感应加热过程中受不同工艺参数影响所造成的温度场分布，并选出加热效果最好的D型感应器。通过提取实验数据与数值模拟结果进行对比，证明了所建立数值模拟的准确性，为实际轴承滚道感应加热过程提供指导意义。     

C型边部感应加热器磁-热耦合数值模拟

基于电磁感应和传热学基本原理,利用ANSYS软件实现了C型边部加热器移动式感应加热的磁-热耦合有限元模拟。研究结果表明:涡流在钢板上呈涡旋状分布,涡流密度和焦耳热在感应头下方钢板边缘达到最大值;经加热后钢板边缘较初始温度有约40℃的升高,有较好的补热效果。模拟结果与实际数据相一致,验证了数值模拟的准确性。提出了在ANSYS软件中获取钢板涡流的方法,并通过钢板焦耳热功率、电流转换效率和关键截面温度分布情况3个方面评价频率和感应头形状对加热效果的影响。研究表明:频率增加感应加热器加热效果显著增加,方形感应头加热效果优于圆形感应头。     

基于ProCAST的Cr-Ni-Mo低合金钢大转轴铸件工艺设计及优化

低合金钢的熔点较高,结晶温度区间较宽,倾向于糊状凝固,收缩量比较大,铸造过程中很容易出现缩孔和缩松等缺陷。本文利用ProCAST软件,通过数值模拟研究了Cr-Ni-Mo低合金钢大转轴铸件在充型、凝固过程中可能产生的缺陷位置和形成原因,在此基础上对铸造工艺进行优化设计,以期获得合格的铸件。     

电磁感应加热冒口对铝合金铸件补缩效果的研究

通过三组对照试验,探究了有无感应加热冒口以及感应加热冒口有无加热套等情况下冒口对ZL101铝合金圆柱形铸件补缩效果的影响。试验研究结果表明:感应加热冒口可改变冒口的温度场,感应加热冒口对铸件的补缩效果明显优于无感应加热的冒口,它使冒口内的金属液顺利地补缩铸件,从而消除铸件内部的缩孔缩松缺陷。带有钢套的电磁感应加热冒口与无钢套的电磁感应加热冒口相比,其补缩效果更好。本文还对感应加热冒口的补缩效果进行了模拟研究,试验结果验证了模拟结果的准确性。     

镁还原罐有芯电磁感应加热装置设计

针对镁还原罐及其有芯电磁感应加热装置,用有限元软件建立了具有耦合特性的电磁和传热模型,在一定的约束条件下,用该模型对还原系统的热传导损耗、激励线圈自身损耗、磁芯损耗及无功补偿电容器自身损耗,进行了有限元模拟和分析。将电热能效与无功补偿联合设计,并对与特定补偿电容相匹配的有芯电磁感应加热装置进行了设计,给出了镁还原罐及其有芯电磁感应加热装置设计参数。     

摩擦对高坯料压缩稳定性的影响

采用刚塑性有限元法，对高坯料在平模间的压缩过程建立了刚塑性有限元模型并进行数值模拟，探讨数值模拟中横向扰动力的施加方法，对模拟结果进行了分析，最终获得了摩擦因子对坯料压缩稳定性的影响规律。     

半固态触变成形坯料感应加热的数值模拟

半固态触变成形技术以其降低宏观偏析，减少多孔性，成形力小和近终成形等优点受到广泛关注。在触变成形之前，使坯料具有均匀的固－液相分布和球状晶粒是很重要的，这就要求加热快而迅速，为满足这一要求，目前普遍采用电磁感应加热，文中对感应加热进行了有限元理论分析，采用商用有限元软件ANASYS对半固态触变成形坯料感应加热进行了为数值模拟，模拟了频率，加热时间，线圈电流强度系数，坯料尺寸半径，线圈尺寸大小等参数对坯料温度的影响。     

平板对接焊接变形的数值模拟

本文借助于ANSYS有限元分析软件,采用半椭球热源模型与生死单元法对厚度为8mm的低碳钢平板对接熔化极气体保护焊焊接过程进行数值模拟,分别模拟了单面双道焊和双面焊两种不同工艺条件下焊接的温度场、应力场及焊接变形并进行比较。结果表明：单面双道焊的焊缝截面积较大且沿板厚不对称,施焊后焊件所产生的横向收缩量及翘曲变形较大。通过实际施焊及检测验证了模拟结果的准确性。     

电磁铸造中的感应热研究

通过实际测量电磁铸造感应器中铸锭的感应热变化，分析感应器工作电流对感应加热作用的影响，研究铸锭中横向及纵向的感应热分布并与数值模拟结果进行比较，得到铸锭截面平均温度随高度变化曲线，并由此计算了感应加热总量和加热功率。     

悬索桥主缆电磁感应加热的研究

主缆是悬索桥的生命线,悬索桥主缆内空气湿度是影响主缆钢丝受到腐蚀的主要因素,若腐蚀严重将影响其承载力和使用年限。以悬索桥主缆为试验对象,对其展开电磁感应加热除湿试验。为有效解决悬索桥主缆电磁感应加热温度的控制问题,对电磁感应加热温度场的建模方法进行了研究。结果表明,电磁感应加热在悬索桥主缆上的温度场建模方法是可行的。因此,利用电磁感应加热技术可对悬索桥主缆进行除湿,以达到延长悬索桥主缆使用寿命的目的。     

灰铸铁凝固收缩的数值模拟

利用计算机数值模拟技术研究铸铁的均衡凝固过程,确定铸件的收缩量和收缩时间,设计铸件的补缩工艺。     

真空炉内温度场的模拟及真空加热工艺评估

建立了三维真空热处理炉瞬态温度场的数值模型。对H13热作模具钢进行了真空加热过程的瞬态温度场数值模拟。评估了加热温度、加热速率、工件尺寸以及装炉方式对真空加热过程中温度场分布的影响,获得了不同条件下工件加热的滞后时间,为制订不同零件的真空热处理工艺提供参考。     

TiAl合金熔模精铸件缩孔形成的数值模拟及预测

提出了广度关联搜索孤立区的新方法,结合等效液面收缩量法对TiAl合金精铸叶片缩孔形成过程进行了数值模拟,并预测了铸件缩孔的大小及产生的位置.采用熔模精铸工艺浇注了TiAl合金叶片,并对铸件进行了解剖,解剖断面与数值模拟结果进行了对比,模拟结果与解剖结果基本符合.表明这种模拟缩孔的方法可以准确地预测缩孔的大小和缩孔的位置.     

铸件缩孔缩松数值模拟方法的进一步定量化

通过采用构造插值函数以及对数值模拟过程中局部网格的进一步细化,一方面把修正的等液面收缩量法与网格细化进行结合,有效地提高了缩孔的预测精度,另一方面G/T~(1/2)判据与网格细化的综合运用,一定程度上实现了缩松预测中量的概念,是对铸件缩孔缩松数值模拟方法的有效补充。     

列车设备舱横梁空心铝型材连续挤压过程横向焊缝的研究

空心铝型材连续挤压生产过程中,前后两块坯料相互接触焊合会形成横向焊缝,这会影响型材性能。本文利用HyperXtrude软件对列车设备舱横梁空心挤压型材的成形过程进行了数值模拟,预测了横向焊缝的分布,并利用试验方法对模拟预测结果进行了验证。结果表明:数值模拟预测结果与试验结果相吻合。数值模拟可以准确预测连续挤压中横向焊缝的分布。