激光焊接汽车双联齿轮温度场和残余应力的有限元预测

基于SYSWELD有限元分析软件,预测了不同离焦量下CO2激光焊接汽车双联齿轮的温度场及残余应力的分布,并对模拟结果进行了分析。数值模拟时,考虑材料热物理性能与温度的非线性关系,以及相变潜热对温度场的影响。将模拟结果与前人的相关研究结果进行了比较,验证了热源模型和网格模型的合理性,模拟结果基本可信。     

激光电弧复合焊接顺序对304不锈钢T形接头影响的模拟试验分析

建立304不锈钢T形接头三维有限元模型,研究激光电弧复合焊接顺序对304不锈钢T形接头热变形及残余应力的影响. 采用高斯面热源加高斯锥形体热源组合的热源模型,模拟激光电弧复合热源,并通过304不锈钢激光电弧复合堆焊工艺试验验证数值模拟激光电弧复合焊接过程的可靠性. 结果表明,焊缝截面熔池形貌的数值仿真结果与焊接工艺试验结果吻合较好,该热源模型能有效模拟激光电弧两种热源的复合作用. 确定多种焊接顺序方案,分析不同焊接顺序下T形接头温度场、残余应力和热变形情况,激光电弧复合焊接顺序对T形接头残余应力及热变形均有影响,通过对比不同顺序下残余应力值及热变形量发现,顺序焊接能有效减小焊接残余应力,同时反向焊接产生的热变形量最小. 综合分析,不锈钢T形接头顺序反向焊接的效果最佳.     

低合金钢厚板窄间隙激光焊接过程数值模拟

基于有限元软件ABAQUS对70 mm厚低合金钢板窄间隙双面激光焊接过程进行了数值模拟。首先根据激光焊接的特点,采用热流密度线性衰减的高斯圆柱热源和该高斯圆柱热源模型与高斯面热源的复合热源模型对激光填丝多道焊进行温度场仿真,得到了和试验焊接接头形貌相吻合的温度场分布。在此基础上,根据实际焊接试验的边界拘束条件,模拟得到了试件三个方向的纵向残余应力和横向残余应力分布,模拟结果表明:在厚度方向,横向残余应力和纵向残余应力均沿着初始焊道上下近似呈对称分布。在初始焊道处均有着最大的压应力,随着离初始焊道距离的增加,压应力逐步变化到较高拉应力再逐渐减小。     

316不锈钢超薄板脉冲激光焊残余应力及变形

在超薄金属板焊接过程中,残余应力及变形对产品质量有重要影响.文中研究了316不锈钢超薄板（厚度为70 μm）脉冲激光焊接过程的残余应力和焊接变形.采用热-弹-塑性有限元法和半椭球移动热源模型,考虑模型的几何和材料非线性因素,采用顺序耦合的方法对超薄板结构的温度场、应力-应变场进行模拟.采用光纤激光器对70 μm的316不锈钢板进行焊接,用红外测温仪对特征点热循环进行测量,用激光位移传感器测量了焊接变形,用X射线衍射应力测试仪测试了残余应力.结果表明,温度场、残余应力、变形的模拟计算结果与试验结果吻合.     

沟槽蒙皮结构激光焊接应力和变形的数值模拟

利用有限元分析软件MARC对"沟槽-蒙皮"结构的激光焊接过程进行三维数值模拟,涉及了激光焊接复合热源模型的确定,热力学边界条件的简化,数值模拟温度场的验证,以及残余变形和应力分布结果的分析和讨论.研究了结构上规则排列的多道焊缝的施焊顺序对焊接残余应力和变形的影响.结果表明,不同焊接顺序所产生的变形态相同,变形量有区别,而残余应力的分布则不同,以由外向中的对称顺序进行焊接时,结构的焊后残余变形最小,残余应力的分布比较均匀,峰值最小.     

基于计算机技术铝合金7075激光焊接仿真分析

利用计算机分析技术对7075铝合金激光焊接过程进行了动态模拟与分析,在对激光焊接温度场进行数值模拟的基础上,分析铝合金7075薄板残余应力和变形.结果表明:采用激光焊接功率为4kW、焊接速度为20 mm/s时,其焊后变形为0.16 mm,焊后残余应力也相对较小,并没有超过铝合金7075的屈服强度455 MPa,这表明采用该激光焊接工艺能够成功实现7075铝合金的激光焊接,而不产生明显的焊接变形和过大的残余应力.     

冷轧薄板带激光焊接应力场模拟及焊接工艺参数研究

以DP980高强钢板带材为例,研究其激光拼焊过程中的残余应力、焊接变形与焊接工艺参数的关系,用热-力耦合的方法模拟带钢激光焊接过程,通过试验验证了模型的可信度.最后设置不同工况,分析焊接工艺参数对其残余应力及变形的影响.结果 表明:焊接残余应力与变形随着焊接速度的增大有减小的趋势,焊接速度在2.0～3.0 m/min时...     

IN738高温合金薄板激光焊接和TIG焊接数值模拟

利用MSC.Marc有限元分析软件,在激光焊接和TIG焊接温度场结果的基础上,对IN738高温合金薄板的焊接过程进行了数值模拟,分析了激光焊接和TIG焊接残余应力和塑性应变的分布规律,并进行了焊接试验验证,对焊接温度场和残余应力场进行了测定。结果表明,激光焊接的残余应力峰值高于TIG焊接残余应力峰值,在焊缝中心线和热影响区,激光焊接的纵向残余应力高于TIG焊接的纵向残余应力,激光焊接的拉应力区比TIG焊接的窄,塑性区宽度较TIG焊接的塑性变形区小,且塑性应变值也较低;激光焊接与TIG焊接计算得到的温度场、残余应力场与试验测得的温度场、残余应力场规律基本一致,只在焊缝处横向残余应力场存在较大的差异。     

X80管线钢多道激光-MIG复合焊残余应力分析

采用试验和数值模拟结合的方法对X80管线钢多道激光-MIG复合焊焊接过程的温度场和焊接残余应力场进行了研究,分析了激光功率对复合焊接头的显微组织、温度分布和残余应力分布的影响规律. 结果表明,激光功率增加,熔池最高温度明显上升,焊后冷却速度下降;粗晶热影响区组织中粒状贝氏体、针状铁素体增加,条状贝氏体减少. X80管线钢激光-MIG复合焊接头残余应力水平较高,纵向残余应力、横向残余应力和厚度方向残余应力的拉应力峰值均出现在焊缝区. 激光功率在2.0 ~ 3.5 kW范围时,等效残余应力、纵向残余应力、横向残余应力和厚度方向残余应力的峰值随着激光功率增加均出现下降趋势. 但激光功率从3.5 kW上升至4.0 kW时,各应力的峰值有所上升.     

铝合金激光-MIG 复合填丝焊稳定性分析

采用试验和数值模拟结合的方法对X80管线钢多道激光-MIG复合焊焊接过程的温度场和焊接残余应力场进行了研究,分析了激光功率对复合焊接头的显微组织、温度分布和残余应力分布的影响规律. 结果表明,激光功率增加,熔池最高温度明显上升,焊后冷却速度下降;粗晶热影响区组织中粒状贝氏体、针状铁素体增加,条状贝氏体减少. X80管线钢激光-MIG复合焊接头残余应力水平较高,纵向残余应力、横向残余应力和厚度方向残余应力的拉应力峰值均出现在焊缝区. 激光功率在2.0 ~ 3.5 kW范围时,等效残余应力、纵向残余应力、横向残余应力和厚度方向残余应力的峰值随着激光功率增加均出现下降趋势. 但激光功率从3.5 kW上升至4.0 kW时,各应力的峰值有所上升.     

基于Simulink的永磁同步电机矢量控制系统仿真

在现代交流伺服系统中,矢量控制原理以及空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)技术使得交流电机能够获得和直流电机相媲美的性能,因此详细阐述了SVPWM的基本原理和重要的基本环节,介绍了伺服电机控制的原理.永磁同步电机(PMSM)是一个复杂耦合的非线性系统,在Simulink环境下,通过对PMSM本体、d/q坐标系向A/B/C坐标系转换、SVPWM等模块的建立与组合,构建了永磁同步电机控制系统仿真模型.仿真结果证明了该系统模型的有效性.     

基于物理仿真模型的螺旋立铣刀建模

加工过程仿真是验证加工程序正确性、预测加工过程表现及产品质量的一种有效手段,它由几何仿真和物理仿真组成.但是现今的CAD/CAM软件几乎没有提供实用的物理仿真功能.文章针对现有数控加工仿真中物理仿真的功能不准确的问题,提出了能满足物理仿真要求的刀具的建模理论和方法.在该理论的指导下,利用Visual Basic6.0和OpenGL建立了螺旋立铣刀支持参数库和铣刀模型,并成功的嵌入了天津大学数控铣床的仿真软件中.     

薄带双辊铸轧过程凝固组织的数值模拟

采用有限元方法计算铸轧过程中的宏观传输现象,用元胞自动机方法模拟微观凝固组织,将二者耦合模拟了双辊铸轧薄带凝固过程中晶粒的形核与长大过程,实现了对双辊铸轧薄带凝同过程组织演变的模拟;并以镁合金AZ31B为对象,研究了薄带铸轧工艺过程中的主要工艺参数(浇注温度、铸轧速度等)对镁合金薄带凝固组织的影响规律,从而为通过工艺优化来控制铸轧薄带的凝固组织提供了理论依据.     

冲天炉熔炼过程模拟

冲天炉是熔炼铸铁的最主要设备,熔炼时炉内的反应复杂,而又因温度高等原因很难直接对炉内状况进行观察测试,这为进一步了解它的工作情况及熔炼原理制造了麻烦。而我国冲天炉熔炼的规模小、质量和效益比较低,浪费、污染问题严重,更需要进行冲天炉的改造及熔化工艺优化。计算机模拟为冲天炉研究提供了一个新途径。本文提出以flash或采用虚拟现实技术来模拟冲天炉熔炼过程。并简单介绍了冲天炉熔炼的flash模拟。     

基于Plant Simulation的模具车间再调度驱动机制仿真

针对模具在随机制造环境下难以确定何时启动再调度策略的问题,提出了一种基于累积延期的再调度混合驱动机制。通过对工序累积延期值的计算,构建了何时启动再调度的流程。面向模具三阶段柔性流水车间,利用Plant Simulation仿真工具,建立了再调度混合驱动机制仿真模型。以某轮胎模具企业实际生产历史数据作为算例,验证了所提出的再调度混合驱动机制的有效性。     

基于EASY5地震模拟振动台控制系统仿真

EASY5软件是一套面向多学科的动态系统仿真软件,具有模型库丰富、建模方便、便于二次开发等诸多优点。基于EASY5建立了地震模拟振动台系统的仿真模型,进行了地震波输入下的系统仿真分析。仿真结果表明:EASY5可以很好地模拟振动台系统的特性,可以用于地震模拟振动台控制系统的精细化建模和复杂算法研究。     

受油机运动模拟系统设计与建模仿真分析

提出了一种硬式空中加油地面模拟系统设计方案,并着重介绍了受油机运动模拟系统部分的机械结构及性能指标参数,针对该受油机运动模拟系统各组成部分分别建立动力学模型,通过MATLAB/Simulink仿真工具,建立系统整体仿真模型,通过分析在中度紊流的情况下,受油机运动模拟系统的轨迹,以及受油机在空中的轨迹与受油机运动模拟系统的跟踪轨迹的误差,确定所设计受油机运动模拟系统能够较好地再现受油机在空中的轨迹,满足系统设计要求。     

基于并联机构的船舶运动模拟控制器设计与仿真

基于Stewart并联机构设计六自由度船舶运动模拟器,推导模拟器在给定运动位姿下驱动支链伸缩量的逆解算法。以垂荡-纵摇耦合运动为例,联合MATLAB/Simulink和SimMechanics构建运动模拟器仿真模型,并建立基于PID控制算法的驱动模型。为有效提高模拟器运动精度,基于模糊PID控制算法,应用模糊规则和推理方法对PID参数进行在线整定,设计相应的模糊控制器。结果表明：对波浪运动模拟器实施模糊PID控制后,计算得到的驱动支链伸缩位移误差能较快达到稳定值,稳定后误差明显比经典PID控制算法低。     

冲压模具与自动冲压线的动态仿真研究

建立完整的虚拟冲压生产线包括压力机、端拾器和模具,真实地模拟冲压生产的全过程。使在生产制造模具前期就能直观简单的验证、优化冲压件的工艺性及模具设计结构的合理性,改进端拾器和模具的结构设计,消除碰撞干涉问题,提高生产效率。     

Simulation of diamond-ground surfaces

State-of-the-art models available for predicting the characteristics of diamond-ground surfaces entail digitization of wheel topography which limits their practical utility. This paper presents a geometric simulation of surface generation in diamond grinding, that utilizes wheel topography data obtained from simulated three-dimensional structure of the diamond grinding wheel. Simulation results are validated by surface grinding experiments on a variety of materials that exhibit different material removal mechanisms, with the roughness parameters R_a and R_t, the autocorrelation function and the fractal dimension as the comparison indices. A parametric study on the effect of various grinding parameters on surface finish is also reported, with particular emphasis on identifying and minimizing process-inherent variability.