铝合金焊接热力耦合及凝固热裂纹敏感性分析

基于热传导方程及热弹性力学理论,建立了铝合金焊接热力耦合模型及有限元求解方法,利用红外线热成像仪实测温度场结果来修正高斯热源模型参数,确定了给定焊接参数的高斯热源模型。将温度场计算结果作为焊接热力计算的输入条件,得到焊接过程热冲击作用下的焊接结构应力应变场。通过计算分析,获得了给定焊接参数的铝合金结构在凝固裂纹敏感温度区间内的应力应变分布规律,并结合裂纹驱动力曲线,分析了不同焊接速度及电流下的凝固热裂纹倾向性。研究结论可以为进一步分析铝合金焊接热裂纹热力学特性提供参考。     

不锈钢T形接头焊接热源模型研究

焊接温度场分析是进行焊接有限元计算的基础,必需选择合适的热源模型来模拟不同焊接条件下的温度场分布。以不锈钢T形接头焊接为研究对象,分别建立组合热源模型、均匀体热源模型、带状移动热源模型,模拟焊接过程中的温度场变化,并结合试验结果进行比较分析,确定了一种适合于该焊接条件下的最佳热源。结果表明,带状移动温度热源模型相比其他几种热源在保证精度的前提下更为高效简便,为最佳的热源模型;以带状温度热源模型为基础,计算得到的不锈钢T形接头变形结果同试验结果符合较好。     

焊接过程热传导系数反演法

由传热学基本方程，推导出了由温度场全场信息反演热传导系数的数学模型。证明了焊接过程热传导系数反演法的可行性。结合红外热象法与热电偶测量了LY2铝合金固定TIG点焊过程的焊接温度场。参照温度场全场信息，通过计算分别获得了加热和冷却过程热传导系数随温度变化曲线。结果表明，焊接过程中温度变化方向对热传导系数的影响是显著的，即出现“滞后”现象。此方法可为准确模拟焊接温度场、应力应变场奠定基础。     

用于铝合金焊接数值模拟的高斯热源参数确定

高斯热源模型适用于焊接电弧冲击力较小的温度场数值模拟,如何有效确定高斯热源半径参数对于保证焊接模拟计算精度至关重要。在分析焊接瞬态温度场控制方程及边界条件的基础上,建立了2024铝合金焊接温度场有限元数值分析模型,选用高斯移动热源进行加载,计算与分析了高斯热源电弧有效加热半径对焊接温度场计算结果的影响,与红外线热成像仪实验得到的温度场结果进行对比并修正热源模型参数,确定了2024铝合金在给定焊接参数下的高斯热源有效加热半径值,为进一步准确、有效地研究焊接温度场、应力场分布规律提供参考数据。     

非线性焊接热传导的有限元分析和计算

焊接温度场的数值计算,近年来取得不少进展,但其中大多是采用线性有限单元方程或差分方程求解的。本文对非线性的热传导问题进行了有限元分析,建立了焊接温度场的计算模型,编制了相应的计算机程序。该程序考虑了材料热物理性能随温度的变化以及表面的散热情况,并可以进行固定热源或移动热源、薄板或厚板、准稳态或非准稳态二维温度场的有限元分析。文中就固定热源或移动热源薄板对接焊等几个具体实例进行了有限元分析。结果表明,考虑热物理性能随温度的变化以及表面的散热条件能使计算精度得到提高。并且还表明,只要选取合适的计算模型尺寸,焊缝及近缝区的温度分布便可趋向于准稳定状态。     

13MnNiMoNbR厚板焊接温度场数值模拟

采用多点铠装热电偶,实际测量13MnNiMoNbR厚板焊接件表面和内部的温度,得到了三个有效测温点的温度变化规律,获得了焊接过程中实际温度场的分布规律;利用有限元软件ABAQUS,模拟了厚板焊接温度场,得到了温度场的变化规律,并与测量结果进行对比分析.结果表明,测量与模拟的温度场的变化规律基本一致,有效点的最高温度测量...     

光谱诊断辅助水下湿法焊接等离子体成分计算

对水下湿法焊接等离子体成分的计算一直很少，文中通过搭建水下湿法焊接试验平台，对电弧光谱信息进行采集分析，根据诊断的结果及气泡成分的研究，确定了计算中所考虑的粒子. 在此基础上，通过对水下湿法焊接电弧等离子体的平衡方程的分析，基于质量作用定律，选择五种基本粒子，将其它粒子用这五种基本粒子表示，代入守恒方程组，在特定的压力和温度下计算了各个粒子的数密度，这种方法和传统的通过求解Saha方程等守恒方程组得到等离子体粒子数密度不同. 结果表明，不同温度区占据主要成分的粒子不同，对电弧等离子体产生的影响也不同，既可以为进一步研究水下湿法焊接电弧稳定性及焊接质量提供理论依据及基础，也可以和光谱信息结合进行温度计算及主要温度区间的粒子确定.     

三丝埋弧焊温度场解析模型的研究

通过测温热电偶将温度记录仪与焊件连接,获得三丝埋弧焊焊缝俩侧不同距离处的热循环数据,结合三丝埋弧焊具体的焊接参数,以罗森娜尔对单热源温度场研究的成果为基础,进行了三丝埋弧焊温度场Tmax、t8/5表征方程的拟合。本文利用最小二乘法拟合手段,获得了薄板高效三丝埋弧焊温度场Tmax、t8/5表征方程。     

激光焊接温度场数值模拟

深入分析了激光焊接小孔传热模型的特点，在此基础上选取合适的热源形式，研究了移动线热源和高斯分布热源作用下，准稳态与瞬态激光焊接温度场。利用MAT—LAB软件及ANSYS有限元分析程序对激光焊接温度场地分别进行了计算及模拟，并且将两种分析结果进行了比较。最后还将有限元的模拟值与实测值进行了对比分析，进一步验证了小孔模型与高斯热源在激光焊接温度场模拟中的适用性。     

焊接工艺对Q345D钢T型接头双道MAG焊接变形和应力影响的有限元分析

以Q345D低合金高强钢T型接头双面焊接过程的数值模拟为研究对象,利用SYSWELD有限元分析软件,选择双椭球热源模型,模拟不同焊接工艺下Q345D钢T型接头双面焊接过程。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。基于模拟结果,预测了不同焊接工艺下的温度场、变形场和引力场的演变规律及分布特征,并进行了理论分析。     

基于二次曲线拟合的轮对压装机压力标定方法

在实际轮对组装过程中,为了消除一系列因素对油缸显示力值准确性的影响,确保油缸力值显示的准确可靠性。详细分析了控制软件显示界面中油缸压力的显示误差。介绍了二次曲线拟合的方法及其在压力标定中的实际应用。对比了在标定前后油缸显示压力的误差值。结果表明:使用二次曲线拟合方法对轮对压装机压力标定,可以有效提高油缸力值显示的准确性。     

汽轮机缸体与管件的焊接变形控制

为控制超超临界汽轮机缸体管件焊接过程的变形,分析了汽轮机缸体铸件的特点及管件焊接的技术难点,按低匹配原则选择了异种钢焊接材料,提出了管件焊接过程防变形的工艺方案.经实际生产验证,管件在装配及焊接过程中的变形量大幅减小,留量符合尺寸公差要求,工艺方案可操作性强,防变形效果显著.     

结构钢残余应力的电磁法测量优化研究

采用万能试验机、金相显微镜、X射线衍射仪及电磁应力仪,研究了电磁法测残余应力灵敏系数与层深之间的关系,对相应工件不同层深残余应力进行测量,并提出了使用线性拟合法取得更合适的灵敏系数,最后使用X射线衍射法进行了验证.结果表明:灵敏系数随着层深增加,先增大后减小;工件近表层残余应力分布与深层有着显著区别,在0.6 mm以上...     

U75V钢流动应力的试验研究

针对U75V钢,利用Gleeble-1500热模拟试验机对其在不同温度和应变速率下的流动应力进行试验研究.通过实测数据,分析变形温度、变形速率和变形程度与流动应力之间的关系,确定了U75V钢流动应力的数学模型.对其数学模型进行回归,将理论计算与试验数据进行对比,证明此模型具有良好的曲线拟合特性,可以做为工艺计算和数值模拟的依据.     

基于Dynaform的汽车前托架成形分析及参数优化

分析讨论了汽车前托架零件的成形工艺及有限元分析前处理中工具体与板料的网格划分;探究了摩擦系数、压边力对板料成形的影响。结果表明,较小的摩擦系数增加了零件的起皱趋势,但对破裂缺陷有较大改善;基于模面破裂危险区的形变分析,对模面修改后进一步进行压边力优化,从而进行了符合实际工艺的多阶段前托架成形优化分析。采用优化后的工艺参数和模面形状进行实际试冲,得到了合格的零件,板料变薄率和增厚率分别在20%与5%的允许范围内。实际试冲与数值模拟的板料厚度应变误差在4%范围内,且板料轮廓收料情况相符。     

基于回归分析的激光熔覆几何特征模型修正

通过理论方法建立的激光熔覆几何特征模型,由于理想化假设不能客观反映实际工艺过程,导致模型的预测精度较低.为了提高模型精度,对基于试验回归分析的模型修正方法进行研究.通过分析理论模型主要参数的实际变化规律,提出通过试验回归分析方法来修正激光熔覆几何特征模型,并对修正模型的显著性和失拟性进行了检验,模型的拟合效果和回归效果都较高,试验验证结果表明,修正后的模型预测精度得到了大幅度的提高.     

静压止推轴承泄漏量测量的研究

静压止推轴承是某些设备中的重要部件,其泄漏量对其性能有重要影响。且其一般应用于重载场合,实际压力下测量设备投入较大,可以采用在低压下测量、用拟合回归的方法推算出高压下泄漏流量的方法。用理论分析加FLUENT软件计算的方法分析转动因素对流量的影响。由于泄漏的实质是圆环平面缝隙的泄漏,因此用FLUENT软件分析缝隙的压力流量特性。结果表明:低速转动对泄漏量的影响可以忽略;当缝隙几何参数达到一定比例时,其压力流量不再呈线性关系,而呈指数关系;圆环平面缝隙有薄壁和细长通道的区别。     

面向工程陶瓷的单颗金刚石磨粒划擦磨损规律

为了研究工程陶瓷平面磨削中金刚石砂轮的磨粒磨损规律,制备圆锥形单颗粒金刚石磨具模拟实际磨粒切削刃。以金刚石磨粒的尖端圆弧半径表征磨粒切削刃锋利程度与磨削能力,并用圆弧半径的磨损规律等效描述切削刃磨损特性。采用基于扫描电镜与数据拟合的技术测量单颗磨粒金刚石尖端圆弧半径。运用单因素试验及正交试验分析了金刚石颗粒尖端形状、材料种类与加工参数对磨粒磨损规律的影响。实验结果表明,当顶锥角2θ为120°、磨削深度ap0.01 mm时,金刚石磨粒具有较高划擦寿命。各因素的影响主次顺序为:顶锥角>磨削深度>工作台速度。本研究为金刚石砂轮磨粒规格和磨削用量的选取提供了重要参考。     

基于虚拟仪器技术的传感器智能化校正系统设计

分析了传感器系统非线性自校正曲线拟合原理和LabVIEW中曲线拟合算法的实现过程,利用LabVIEW语言中的通用多项式拟合子VI,设计了传感器非线性校正系统.使用该系统,对传感器进行校正,可以得到反非线性特性拟合方程.该系统用于传感器校正的实例表明,系统实现了理想的线性关系,智能化程度高.     

活塞预锻模具磨损失效研究

针对实际生产中活塞预锻凸模寿命的预测,以及预测结果的精度,对活塞的预锻成形过程进行数值模拟,并基于Ar-chard修正磨损模型,对活塞预锻凸模取样点所属区域的磨损原因进行理论分析,通过正交试验对凸模取样点磨损最严重的区域进行参数化分析,并对活塞连续进行20次预锻成形以建立拟合公式.根据结果可知,在预锻过程中,活塞成形精...