混粉电火花放电蚀坑及温度场仿真研究

混粉电火花加工是一种新型加工工艺,通过在工作液中添加微细粉末,显著改善加工表面粗糙度。电火花加工表面粗糙度的形成与放电蚀坑大小有直接关系,而放电蚀坑大小与单次脉冲放电温度场有密切联系。为了进一步提高混粉加工表面质量,利用ANSYS软件对放电点温度场进行了模拟与分析,得到了工件表层温度场的分布规律,揭示了材料去除机制,阐明了加工表面粗糙度与温度场的关系,对预测和改善混粉加工表面质量及日后生产实际应用提供了一定的理论依据。     

电火花线切割加工电极丝损耗的温度场仿真研究

电火花线切割广泛应用于模具制造、航空航天、汽车等领域。电火花线切割加工中,电极丝损耗会影响加工精度和加工效率。影响电极丝损耗的影响因素很多,且进行损耗实验需切割大量的工件和精密的测量,实验较为复杂。根据损耗机理分析,利用ANSYS软件进行温度场仿真,寻找影响丝损的主要因素,通过试验验证仿真参数和仿真结果的正确性。实验表明,降低峰值电流与脉宽的比值以及减小电流的上升率,可以显著减小丝损。     

移动热源作用下气中电火花线切割加工仿真分析

为了快速有效地提高气中电火花线切割加工Cr12MoV模具钢的表面质量,通过有限元法计算并分析了单脉冲气中火花放电条件下工件的温度场分布规律,获得了移动热源作用下工件表面电蚀坑形貌为半双椭球形,这与理想条件下电蚀坑形貌为半球形不同,进而探讨了移动热源作用下不同脉冲宽度对工件表面电蚀坑几何形貌的影响,并与试验结果进行了对比分析。结果表明,修正后电蚀坑深度与工件表面最大粗糙度变化趋势基本相同且数值非常接近,并得出修正前后电蚀坑的长度、宽度及深度随着脉冲宽度的增加不断增大的规律,然而电蚀坑尺寸增加使得电蚀坑体积不断增大,从而提高了气中电火花线切割加工效率,但降低了工件的表面质量。     

电火花加工中气泡与电蚀产物对阴极场强影响的仿真研究

针对电火花加工中不同放电位置产生的不同电极损耗形状,讨论了极间存在工作液、气泡、电蚀产物的情况下,火花击穿放电前阴极电场强度的分布情况,从而探究气泡对放电发生位置及电极损耗形状的影响。采用Maxwell软件进行电火花放电通道的静电场仿真,得到气泡、电蚀产物对放电发生位置的影响规律。仿真结果表明：气泡对阴极表面具有保护作用,气泡越大,离阴极表面越近,场强越低,保护作用越明显;电蚀产物对阴极场强有增强作用,且随其浓度的增加而增加;气泡周围区域电蚀产物浓度高,放电发生概率最大;静止的气泡可减少放电损耗,运动的气泡对电极损耗的影响取决于高放电概率,气泡的不同分布状态影响电极的损耗形状。     

模具钢Cr12电火花线切割多次切割表面微观形貌研究

针对典型的模具钢材料Cr12,研究了采用复合工作液为介质的多次切割表面质量,并提出在最后一次切割中采用不含OH-离子的煤油或压缩空气作为工作介质进行精修的方法.结果表明,切割表面产生硬化且由于介质中不存在电解质,以及放电后的温度升降梯度减缓,放电通道加大,能量密度减弱,材料表面的高温电解微孔洞及表面微裂纹大为减少,且表面粗糙度值明显降低,表面形貌得到显著改善.     

基于神经网络的电火花线切割加工工艺仿真研究

针对电火花线切割加工工艺过程的复杂性、系统的非线性、以及加工参数变化而引起的时变性,建立一个准确的数学模型比较艰难,尤其对工艺效果预测与优化更为关键。经过试验利用传统方法和神经网络技术分别建立了电火花线切割加工模型,试验表明神经网络模型充分地反映出加工特性,得到了与实际生产情况相符的电火花线切割加工工艺仿真。并以MATLAB为平台的仿真模块化实现,较大的提高了仿真效率,对以后的实际生产具有重要的指导意义。     

基于ANSYS移动热源电火花线切割温度场仿真研究

为了研究移动热源下电火花线切割温度场分布情况,结合热力学知识及放电通道的移动,建立了气中移动热源温度场模型,并推导出移动高斯热源的热力密度公式,确定移动热源下温度场初始条件与边界条件,根据实际加工情况建立仿真模型,利用ANSYS软件模拟了在移动热源下电火花线切割加工过程,得到Cr12MoV工件表面温度场的变化规律以及单个电蚀坑模型,进一步确定电蚀坑分布情况为多级排列,给出理论蚀除量计算公式,为预测工件蚀除率提供了依据。设计单因素实验,结果表明,移动高斯热源下电蚀坑的椭圆形建模是可行的,实际加工条件下电蚀坑形状与仿真结果相符,且由此结论计算的理论蚀除量与实际加工过程中工件的蚀除体积相当接近,验证了建立模型的合理性及仿真研究的可行性。     

基于ANSYS电火花线切割加工的温度场分析

建立了电火花线切割加工单脉冲放电模型,并利用有限元法分析了对45钢进行单脉冲放电时的温度场.分析了单脉冲情况下的放电凹坑形貌;探讨了放电参数对切割表面形貌及表面质量的影响;指出凹坑深度与脉宽和加工电流之间的关系并与实验数据进行对比.通过温度场的分析阐述了变质层的形成区域及变质层厚度与电流之间的关系.     

慢走丝线切割单点放电温度场有限元分析

建立了慢走丝电火花线切割单脉冲放电模型,利用有限元分析了单脉冲放电温度场分布。计算出该条件下工件放电凹坑几何特征,与实际切割条件下的材料去除率进行了对比,并根据电火花线切割的加工特点进行了修正。讨论了不同峰值电流和脉冲宽度条件下,蚀除凹坑体积与材料去除率(MRR)的变化规律,并分析了峰值电流和脉冲宽度对MRR的交互作用。分析结果表明:考虑实际加工的相关因素,模拟的单脉冲放电的MRR经修正后可以近似表征实际连续切割时的MRR;单个凹坑的蚀除量随着电流和脉宽的增大而增大,并且电流和脉宽的交互作用随着它们取值的增大而更加明显。     

基于ANSYS软件的T8钢淬火过程三维温度场的模拟

用有限元软件ANSYS模拟计算了T8钢圆柱体水淬过程中三维温度场的变化.计算时综合考虑了非线性的材料热物性参数、界面换热系数及相变潜热的影响.通过对计算硬度与实测淬火试样硬度分布的比较,表明模拟结果与实际情况较为符合.     

基于SYSWELD的不锈钢薄板TIG焊焊接三维温度场的有限元分析

采用双椭球体热源分布模式，基于SYSWELD软件平台，建立了运动电弧作用下TIG焊接不锈钢薄板时焊接热过程的有限元数值分析模型。利用所建模型，预测了从电弧引燃到准稳态过程中焊接温度场和熔池形态的动态演变，并进行了对比验证。结果表明，达到宏观准稳态时计算所得的熔池长度和宽度与试验结果基本吻合。     

钛合金表面激光重熔高温抗氧化涂层温度场仿真

利用ANSYS有限元软件,综合考虑了材料的物性参数、换热系数、相变潜热以及激光的热源模型,建立了TC4钛合金表面激光重熔NiCoCrAl-Y2O3涂层连续移动三维温度场有限元模型.在不同的激光工艺参数下,通过数值模拟,所得到的模拟结果和实验结果相吻合,表明所建立的计算模型是正确可靠的.并且所得到的数值模拟结果可为制备高性能的NiCoCrAl-Y2O3涂层优化工艺参数提供依据.     

绝缘陶瓷高瞬时能量密度单脉冲放电的数值模拟

基于热传导理论建立了绝缘陶瓷高瞬时能量密度单脉冲放电的温度场模型,并对陶瓷工件、工具电极和辅助电极的温度场进行了三维数值模拟,得到了不同介质和峰值电压对陶瓷工件、工具电极和辅助电极上温度场影响规律的关系.将数值模拟与试验结果进行了对比,结果表明,所建立的绝缘陶瓷高瞬时能量密度单脉冲放电模型能较好地预测放电坑深度和体积的...     

高炉铜冷却壁凝固过程数值模拟

在对铜冷却壁砂型 金属型复合铸造条件下的热态工况进行分析的基础上,利用有限元数值模拟的方法首次建立了铸型传热分析对称模型。在模型中对铸型传热系统中的对流、辐射、接触边界条件和凝固潜热进行了处理,利用有限元分析软件ANSYS,分析了紫铜冷却壁的温度场的变化。数值模拟的结果与实际生产相当吻合。     

基于有限元的多次补焊焊接残余应力的数值模拟

应用有限元方法建立了补焊温度场的数学模型，并对温度场进行一定的简化。焊接应力分为热应力和组织应力两部分，分别给出了热应力和组织应力的计算模型。利用ANSYS有限元软件以BHW35钢补焊为例进行数值模拟，给出了有限元的实现过程。并分别给出了一次、三次、五次补焊的模拟结果。并将计算模拟值与实际测量数值比较。计算结果和实际测量数值基本吻合。并根据应力分布情况，得到一些结论，焊缝中心的残余应力变化不大；热影响区存在较高的残余拉应力，且同一位置，随修复次数的增加，应力值逐渐提高；残余拉应力区宽度变大。文中还给出了焊后热处理后的应力大小情况，以证明焊后热处理能改善应力分布。     

铝合金圆管空拉拔过程中温度场仿真预测

阐述了塑性成形中热力耦合效应的数值分析方法,建立了铝合金空拉拔过程热耦合计算的有限元模型,设计了两组模拟方案,一组以拉拔速度为变量,速度变化范围为50～200mm/s,一组以摩擦系数为变量,变化范围为0.02～0.4。通过模拟仿真获得了拉拔过程中模具和管子温度场的分布,并依据拉拔速度方案和摩擦系数方案得到了拉拔结束后模具最高温度分布和拉拔速度及摩擦系数的关系。结果表明,模具最高温度随拉拔速度的增加和摩擦系数的增加都是近似线性的增加;对坯料及模具温度场的仿真预测为润滑剂的选取、拉拔工艺及模具设计提供了依据。