基于SH-CCT图的Q345钢焊接接头组织与硬度预测方法研究

以通用有限元软件ABAQUS为计算平台,采用Fortran语言编程,分别单独基于单个Q345钢模拟焊接热影响区连续冷却组织转变曲线(SH-CCT,峰值温度分别为900、1100和1300℃,简记为SH-CCT900、SH-CCT1100和SH-CCT1300)和同时基于3个不同温度下的SH-CCT图建立了4种组织与硬度计算模型,利用所建立的模型对Q345钢TIG重熔焊接接头的温度场、组织分布和硬度分布进行了计算,通过模拟结果与实验结果的比较,研究了采用不同的计算模型对焊接接头组织与硬度预测的适用性与准确性.采用单个SH-CCT图的组织计算结果仅在热影响区(HAZ)局部区域与实验结果吻合良好,其他区域有较大偏差.采用单个SH-CCT900图时,计算所得的部分相变区铁素体体积分数与实验结果的相对误差为7.7％;采用单个SH-CCT1100图时,计算所得的细晶区铁素体、贝氏体和马氏体体积分数与实验结果的相对误差分别为11.3％、17.3％和15.5％;采用单个SH-CCT1300图时,计算所得的粗晶区马氏体体积分数与实验结果的相对误差为29.6％.同时采用3个SH-CCT图时,组织计算结果在整个HAZ上与实验结果吻合良好.采用单个SH-CCT图的硬度计算结果仅在HAZ局部较窄区域与实验结果较为接近,而同时采用3个SH-CCT图的硬度计算结果在整个HAZ上都与实验结果较为吻合,其硬度绝对差值范围为0～14 HV.采用上述4种计算模型所得到的焊缝区组织与硬度计算结果都与实验结果有较大偏差,需进一步获取精确的焊缝区SH-CCT图.在实际焊接过程中,若只考虑热影响某一区域(如粗晶区)的相变情况,也可以仅采用对应的单一SH-CCT图来进行数值预测.     

Z源逆变器拓扑对比研究

针对传统Z源逆变器存在的一些缺陷，有文献研究了Z源逆变器拓扑的改进问题，目前存在两种改进的Z源逆变器拓扑。其中一种将输入电源插入到Z源网络中，带来的优点是输入电流连续，并可以减小其中一个电容的耐压；另一种输入电源与负载位于同一侧，可以减小Z源电容的电压，并可以实现变换器的软启动。本文在分析改进拓扑稳态工作原理的基础上，对三种拓扑进行了对比分析，并给出了仿真和实验研究的结果，验证了理论分析的正确性。     

合并焊道法对SUS304不锈钢平板对接接头焊接残余应力计算精度和效率的影响

厚大不锈钢焊接接头广泛应用于核电、火电和化工等行业中,焊接残余应力一直是一个被关注的焦点问题。随着计算焊接力学理论的日臻成熟,采用有限元方法来模拟焊接残余应力已经成为了可能。但是由于计算机硬件条件的限制,目前的计算效率还难以满足实际工程的需求。基于ABAQUS有限元软件平台开发高效的瞬间热源模型来模拟板厚为25 mm的对接接头的热输入,并与移动热源模型的计算结果进行比较。为了进一步提高计算效率,基于奥氏体不锈钢母材和相应填充材料的性能特点,尝试采用不同的焊道合并方式来缩短焊接温度场和应力场的计算时间。同时,还采用应力释放法测量板厚25mm、焊道数为17道的平板对接接头的残余应力分布,并将数值模拟结果与实验结果进行比较。结果表明,采用瞬间热源模型可较精确地模拟焊接残余应力的分布和大小,计算时间与移动热源模型相比可以大幅缩短。此外,采用数值模拟方法研究合并焊道法对板厚为75mm的对接接头残余应力计算结果的影响。数值模拟结果表明,焊道合并方式对纵向残余应力的计算结果影响较小。对横向残余应力而言,焊道合并方式对计算精度有较显著的影响,表层焊道合并方式严重低估了表面横向残余应力,而内部焊道整体合并方式虽然略微低估了表面横向残余应力,但能较好地预测接头上、下表面的横向残余应力分布与大小。采用瞬间热源模型再结合焊道合并方式是一种解决厚大焊接接头残余应力计算的有效手段。     

智能局部通风装置应用研究

局部通风机作为煤矿井下掘进工作面的重要耗能设备之一,以前大都采用工频风机。文章首先对智能局部通风装置在常村煤矿S6-6工作面使用的可行性进行论证,并对耗电量估算,与传统工频风机进行比较,充分论证了智能局部通风装置在井下应用的可行性和必要性。     

Q420钢摆动式焊接接头温度场的数值模拟

为了研究摆动式焊接接头的温度场,以有限元软件ABAQUS为平台,采用复合热源模型模拟了低合金高强钢Q420摆动式焊接接头的温度场。同时采用试验测量了焊接接头典型位置的热循环曲线,并观察了接头焊缝的宏观截面形状。结果表明,计算得到的热循环曲线与实测结果吻合良好,复合热源模型不仅模拟出了焊缝成形系数大的熔池形状特征,还准确地模拟出焊缝的下坠区域,验证了复合热源模型模拟摆动式焊接接头温度场的准确性。     

机械脱皮白胡椒的品质评价及风味分析

为探究胡椒脱皮机不同脱皮条件对白胡椒白度值、黑果率、碎果率、胡椒碱含量、胡椒精油含量等理化指标的影响,通过调节熟化频率（熟化频率分别为10、15、20、25、30 Hz）和脱皮频率（脱皮频率分别为25、30、35、40 Hz）分别获得5组、4组白胡椒。分析了胡椒碱含量、胡椒精油的成分及含量,以白胡椒的气味、颗粒及组织状态、颜色、喜好度作为感官评价指标,采用AHP层次分析法确定评价指标权重,以模糊数学感官评价法和隶属函数值法进一步评价白胡椒品质。结果表明：熟化频率为20 Hz,脱皮频率为35 Hz时,白胡椒感官评价得分最高,为88.00分;隶属函数值计算结果表明熟化频率为20 Hz,脱皮频率为35 Hz的白胡椒平均隶属函数值差值最大,为2.71,品质最好。不同机械脱皮条件下生产的白胡椒精油共鉴定出42种化合物,含量较高的共有化合物为3-蒈烯、β-石竹烯、柠檬烯等。实验结果为胡椒品质评价及工艺优化提供参考,对胡椒工业化生产具有良好的指导意义。     

基于Buck-Boost的AC/AC变换器设计

利用Buck-Boost电路输出电压理论上可以在零到无穷大之间变化的特点,将Buck- Boost斩波电路应用于交流电压变换,提出了一种变比可以连续变化的固态变压器.与传统的自耦调压器相比,基于Buck-Boost变换器的固态变压器具有输出电压范围宽、体积小的特点,并且由于采用了电压反馈控制,使得其输出电压不受负载变化的影响,外特性较硬.针对四象限开关存在的换流问题,提出了该变换器的换流策略,在理论分析的基础上,设计制作了一台AC/AC调压器,实验结果验证了该变换器的可行性.     

改进Z源逆变器的三次谐波注入控制策略

改进Z源逆变器与传统Z源逆变器相比具有Z源网络电容电压低、有内在的抑制启动冲击的能力等优点.但基于简单升压控制的改进Z源逆变器存在功率器件电压应力大以及Z源网络电感电流纹波大的缺陷.本文将三次谐波注入调制策略应用于改进Z源逆变器,与简单升压控制相比,能有效减小功率器件电压应力和Z网络电感电流脉动.对这两种调制策略应用于改进Z源逆变的综合性能进行了对比分析.在理论研究的基础上,通过仿真和实验验证了三次谐波注入调制策略的优点.     

Z源逆变器拓扑对比研究

针对传统Z源逆变器存在的一些缺陷,有文献研究了Z源逆变器拓扑的改进问题,目前存在两种改进的Z源逆变器拓扑。其中一种将输入电源插入到Z源网络中,带来的优点是输入电流连续,并可以减小其中一个电容的耐压;另一种输入电源与负载位于同一侧,可以减小Z源电容的电压,并可以实现变换器的软启动。本文在分析改进拓扑稳态工作原理的基础上,对三种拓扑进行了对比分析,并给出了仿真和实验研究的结果,验证了理论分析的正确性。     

快速成型技术

快速成型是目前被讨论得很火热的一个话题,它被发达国家经济学家和制造业者赋予了很高的期望。美国的学者认为利用快速成型技术能够让制造业回归美国本土,并实现制造地与研发设计、消费者所在地的接近,从而形成新的生产组织模式。