X100管线钢四丝埋弧焊温度应力场的数值分析

采用ANSYS有限元软件,对X100管线钢的四丝埋弧焊的焊接温度场和应力场进行了模拟,研究了焊接电流、焊接速度、焊丝间距对焊接温度场和残余应力分布的影响。计算结果表明,当每根焊丝的电流增加50 A时,焊接温度场的峰值温度增加135 ℃,焊接热循环的冷却速度略有下降;当焊接速度从0.72 m/min增加到0.84 m/min时,焊接温度场的峰值温度下降183 ℃,焊后冷却速度明显增加;当焊丝间距由30 mm增加到50 mm时,焊接温度场的峰值温度下降189 ℃,焊后冷却速度增加。焊接电流增加50 A时,焊接残余应力水平略有增加;而增加焊接速度和焊丝间距时,残余应力峰值水平下降。     

中部槽焊接温度场的数值模拟研究

利用ANSYS有限元软件的生死单元技术,针对某型号中部槽中板和槽帮的异种多道焊接温度场进行计算,实现了焊接材料逐步填充的模拟,得到了焊接过程中不同时刻温度场云图,并给出了各关键点的温度变化曲线。所得曲线和云图比较真实地反映了中部槽焊接时温度场状况,为进一步研究中部槽的焊接变形和焊接残余应力问题奠定基础,对指导中部槽的焊接生产具有重要意义。     

金属铀电子束熔炼实验及数值模拟研究

采用有限元方法对金属铀电子束熔炼过程进行数值模拟,研究了熔炼过程温度场分布。结果表明,单电子束枪熔炼时,熔池中的等温线近似呈半椭圆形,随着电子束功率增加,熔池温度增大,坩埚中被熔化的金属增多。采用双电子束枪熔炼时,可以获得更均匀的温度场,且当电子束功率大于25 kW时,可获得较大的熔池深度和宽度。根据数值模拟结果开展贫化铀电子束熔炼试验,获得的贫化铀铸锭中夹杂物主要集中在铸锭边缘,夹杂物含量明显降低。     

Q235钢垂直焊缝温度场及应力场分析

利用ANSYS焊接模块的生死单元技术,针对Q235钢板垂直焊缝进行焊接温度场和应力场的数值分析,并用盲孔法对焊件残余应力进行试验测试,得到横向与纵向残余应力的变化情况。结果表明:焊件残余应力的实测值和模拟结果比较吻合。     

预热对集装箱用异种铝合金管-板焊残余应力的影响

为降低铝制集装箱中异种铝合金焊的残余应力,采用预热方法对A356铝板和6061铝管进行熔化极惰性气体保护(MIG)焊接,利用ABAQUS有限元软件进行预热焊接模拟,分析不同预热温度及电流条件对残余应力及其分布的影响。结果表明,焊缝及近缝区存在较大的径向和周向残余拉应力,有限元模拟的应力分布与实测值基本吻合,验证了焊接模拟的有效性。施加焊前预热可小幅降低径向应力和轴向应力,但使焊件变形量增大。焊前预热并减小焊接电流可减缓母材升温及冷却速率,减小焊件不同区域温差,有效降低各向残余应力及焊件的变形程度。预热温度越高,残余应力降低越多,预热温度150 ℃时,相对未预热焊接样品的残余应力和变形量最大降幅可达40.8%和20.3%。     

TBM机头架T形接头焊接温度场数值模拟

建立了TBM(全断面岩石掘进机)机头架关键部位T形接头焊接仿真有限元模型,利用ANSYS APDL单元生死技术,模拟了CO2保护焊焊缝材料逐步填充的过程,对Q345B厚钢板的T形接头多层多道焊的三维瞬态温度场进行了有限元分析,为焊接残余应力的预估以及焊接工艺规程的制定提供参考。     

磨机筒体盖面层焊接温度场、应力场三维有限元分析

焊接过程温度场、应力场一直是人们所关注的问题之一。本文采用相似准则，利用有限元法对磨机筒体最后一道盖面层焊进行分析。在热分析中采用Gauss分段移动热源模型，考虑了材料热物理和力学性能参数与温度的非线形关系，建立了焊接过程的物理模型，依据给定的焊接工艺参数，应用ANSYS软件实现了盖面层焊的三维动态模拟，得出了焊接温度场和残余应力的大小和分布规律。     

煤矿机械磨损失效与激光熔覆研究

针对煤矿机械磨损失效的问题,分析了煤矿机械的磨损失效形式,表明煤矿机械的磨损失效形式主要是磨损,而激光熔覆技术可充分满足煤矿机械设备中易磨损关键零部件表面强化需求,通过改善零部件的表面性能,可提高设备耐磨性能。文章介绍了表面工程新兴领域的激光熔覆技术,并利用ANSYS软件的"生死单元"技术对45钢表面进行了激光熔覆Ni60+15%WC复合粉末仿真,分析了温度场。结果表明,基体与熔覆层为冶金结合,基体各点在熔覆过程中以固定的温度伴随着热源同步前移,形成准稳态温度场。     

北林区间2号联络通道双排冻结孔温度场形成研究

以广州市轨道交通7号线一期工程西延顺德段北滘新城站—林头站区间2号联络通道及泵房冻结工程为背景,通过试验,得到各土层的主要热物理参数;并利用ANSYS软件,进行瞬态温度场计算,分别获取关键冻结节点天数下的冻结壁温度场分布云图、交圈图以及路径A—B的温度变化曲线图,并计算了冻结壁平均温度;最后将现场实测温度值与数值模拟计...     

基于有限元法的冻结温度场反演分析及预测

介绍了基于平面有限元模型的冻结温度场数值反演及模拟方法,考虑冻结孔实际偏斜和测温孔实测温度数据,进行冻结温度场反演和预测研究。得到模拟计算结果与冻结工程中测温孔温度实测值有较好的一致性,说明冻结计算温度场分布规律有较高的精度。     

富水砂层斜井冻结壁温度场分布规律研究

为了研究富水砂层斜井冻结壁温度场分布规律,以袁大滩煤矿主斜井为研究背景,从理论分析、现场实测和数值模拟三方面研究了富水砂层斜井冻结壁温度场分布规律。给出了单根冻结管条件下斜井冻结壁温度场分布数学模型,并根据场的叠加原理给出了多根冻结管下斜井冻结壁温度场分布数学模型|斜井冻结壁现场实测结果表明：距离冻结管越近,冻结壁降温速度越快,冻结锋面发展速度也越快,且埋深对冻结壁温度场的发展有一定影响,但影响较弱|对比斜井冻结壁温度场数值模拟结果和现场实测结果可知,冻结过程中斜井冻结壁温度变化趋势基本一致,各测点温度差值小于2℃,说明文章提出的斜井冻结壁温度场数值模拟分析是可靠有效的,能较好地反映冻结冻结壁随冻结时间发展的一般规律。     

采空区煤体自燃温度场演变模拟试验研究

为研究工作面采空区遗煤自燃过程中温度场的演变规律,基于几何相似原则及煤自燃原理,研发了采空区温度场分布规律相似模拟试验装置,将现场采集的大块煤样进行破碎后,选择粒径≤30mm的混煤进行填充,设置热源和测点,模拟采空区煤自燃火源热传递过程,研究松散煤体内部温度场分布规律,热源温度对松散煤体热量传递规律的影响以及Y型通风采空区煤体温度场分布规律。试验结果表明:无对流条件下,热源向周围煤体的热量传递呈各向同性特征,随着热源温度的增加,热源在松散煤体内的热量传递能力以非线性的形式快速增加,增速越来越大;恒温热源周围某测点的温度与恒温热源的距离和时间的关系,在测点距离或加载时间小于抛物线对称轴数值时,符合二次函数关系,在测点距离或加载时间大于抛物线对称轴数值时,测点温度基本稳定;煤自燃过程中的高温点会以加速度方式向氧气富集区域迁移,受火风压吸风效果影响,火源上部区域迁移效果更加明显。     

煤自燃过程中煤体表面微观孔洞变化特征研究

从煤的微观结构入手,通过绝热氧化实验来模拟煤自燃过程中煤体自身氧化产热累积升温的阶段,并运用扫描电镜观察特征温度下煤样表面孔洞的变化。最后用有限元分析软件ANSYS数值模拟分析了煤孔洞周边温度场的分布规律,初步验证了煤质表面孔洞的产生可以用来表征煤自燃反应的可行性。     

基于ANSYS的提升机盘式制动器温度场仿真研究

以提升机盘式制动器为研究对象,介绍了利用ANSYS有限元软件模拟盘式制动器温度场分布的方法,并通过实例分析证明了利用该方法可以仿真得到盘式制动器的温度分布规律和温度随时间的变化曲线。     

装车站H型钢-节点板组焊温度场数值模拟及实验研究

利用ANSYS软件的二次开发语言编写程序,对装车站中常用的H型钢-节点板组焊结构的焊接温度场进行了模拟,利用红外测温仪对观测点的温度进行了实时测量,研究了焊缝表面温度随时间的变化规律。结果表明,实测热循环曲线与模拟结果吻合较好,证明了此研究中采用的热源模型、参数设置和网格划分方法是可行的。     

冻融过程中岩石内部热传导弛豫特性研究

为了研究冻融过程中岩石内部的传热规律,对冻融过程中类岩石试件内部的温度变化进行了定点监测,基于实测的不同温度下岩石热参数构造了显热容模型,并对冻融过程中岩石内部热传导弛豫现象和温变规律进行了模拟和分析。研究结果表明:冻融过程中饱和岩石内部出现了明显的热传导弛豫现象,温变曲线呈现三区段变化特征;构造的显热容模型可以较好地模拟出冻融过程中的热传导弛豫区段;建立了考虑热弛豫现象的冻融岩石温度场模拟方法,模拟结果与实测结果吻合度较好。     

巷道煤柱高温点分布规律及五区定位法的研究

在煤矿巷道发生自燃时,准确确定火源位置是救灾关键,为了深入研究火源定位机理,根据高温在煤柱中热传导规律,总结了巷道自燃后温度分布的可能5种情形,采用流体动力学数值模拟软件Fluent研究巷道自燃后温度场和温度曲线图的分布,提出了煤柱自燃"五区定位法",为当前煤矿现场救灾时确定火源点、实施打钻注浆灭火提供技术指导.     

温控条件下已成型井壁冻结温度场分析

新疆塔什店矿区一号矿井主副风井采用普通法凿井涌水后转用冻结法施工,考虑到冻结法施工对已成型井壁存在一定影响,设计施工1圈辅助温控孔。通过对塔什店矿区一号矿井风井温控条件下冻结温度场理论图解和数值模拟,得到温控条件下冻结温度场演化规律。利用图解、模拟和实测相结合的方法,综合评定温控孔开启时机和井壁温度,为井壁保护提供参考依据。     

考虑土性参数不确定性的单管冻结温度场分析

针对冻结法应用中的单管冻结相变热传导问题,考虑土性参数空间上的变异性,将土体传热区域的导热系数和体积比热容模拟为随机场,基于随机场局部平均理论,采用Neumann展开Monte-Carlo随机有限元法对单管冻结随机温度场求解进行了分析,给出了有限元节点温度响应的均值与方差计算公式,根据计算流程框图编写了求解单管冻结温度场的Matlab随机有限元计算程序。通过算例,得到了考虑土性参数不确定的单管冻结温度场统计分布规律,并与将各随机参数视为单一随机变量的情况进行了对比。结果表明:随机场及其局部平均理论能合理考虑土性热学参数空间上的不确定性;土性热学参数模拟为随机场和随机变量获得的温度均值分布规律基本相同;模拟为随机变量得到的温度场变异性偏高,采用随机场建模方法显得更加科学合理。     

煤矿区复垦土壤传热传质性能实验系统研制及应用

自主设计一套复垦土壤传热传质性能实验系统,对煤矸石充填复垦土壤进行实验,结果表明:底部加热温度50℃,热源对土壤中的温度场、湿度场、CO_2浓度场影响不大,在加热温度为60℃、70℃时,矸石和土壤中的温度场变化明显,距离热源0.2 m处的测点出现湿度峰值,且在与充填物交界处,土壤含水率受底部水分迁移作用影响显著。本系统能够真实模拟重构土壤和填充层内部气、热、水运移规律,可对其影响因素进行系统研究。