薄板TIG对接焊温度场的有限元模拟

焊件中的温度场分布反映了复杂的焊接热过程，是研究焊接变形、焊后残余应力等状况的基础。焊接数值模拟技术的出现，为焊接技术的深入发展创造了有力的条件。针对低碳钢薄板件TIG对接焊时，应用双椭圆分布热源模型，建立了TIG对接焊三维温度场有限元数值分析模型，将有限元解同实验结果进行了比较，两者基本吻合，表明了该分析模型的有效性，并以此有限元模型为基础，分析了两焊板间存在间隙和焊枪偏离焊缝中心这一实际情形下，温度场分布的不均匀性。     

薄板T型接头TIG焊温度场的研究

运用大型有限元分析软件ABAQUS,建立了适当的模型对薄板T型TIG焊接接头的温度场进行了数值模拟。模拟中考虑了随温度变化的材料性能,考虑了模型的对流和辐射换热以及潜热的影响。采用热电偶测量了典型位置的温度场以验证模拟结果,结果表明,建立的模型能较准确地模拟薄板TIG焊的温度场。     

基于ANSYS的筒体焊接温度场有限元数值模拟

采用ANSYS有限元软件对铝合金筒体焊接的纵焊缝的温度场进行了模拟.用ANSYS有限元的APDL语言编写程序,实现了焊接移动热源的动态模拟计算;用ANSYS的自适应网络划分技术对焊件进行了合理的划分,这些为以后焊接应力应变的准确分析奠定了基础.     

飞机起落架的TIG焊接工艺研究

对用手工鸽极氩弧焊（TIG焊）代替目前航空部队采用的手工电弧焊（SMAW焊）焊修飞机起落架进行了初步探讨，经试验得出了TIG焊最佳焊接工艺参数。在改进焊接方法与工艺上进行了初步尝试，采取TIG焊代替SMAW焊，工艺简便、快速，焊接效果比较理想。该工艺的应用与推广，对于我军野外现场抢修具有显著的军事、经济效益。     

7022铝合金搅拌摩擦焊接全过程温度场的数值模拟

基于对搅拌摩擦焊接过程的划分以及相对应的热输入模型,建立了焊接全过程的温度场有限元分析模型;通过求解得到了搅拌头旋转压入阶段、初始焊接阶段、准稳态焊接阶段和焊接结束4个阶段的温度场分布,并进行了试验验证。结果表明:模拟得到的温度结果和通过热电偶法测得的温度结果比较吻合。     

带式制动器瞬态温度场的有限元分析

依据传热学理论和带式制动器的结构特点,建立了制动带瞬态温度场数值模拟三维有限元计算模型,用有限元分析软件MSC.Marc进行了紧急制动工况下瞬态温度场的分析计算,获得了内部温度场分布规律;分析了摩擦片不同性能参数对温度场分布规律的影响,为带式制动器的优化设计提供参考。     

TIG焊接触式引弧系统研究

在阐述了ＴＩＧ焊模拟型晶体管弧焊电源的优异控制性能与其功耗大、效率低的矛盾后，论述了开发接触式引弧系统的必要性及其实现所必须解决的技术关键──控制系统及钨电极／工件的粘连及污染。还就控制系统设计中的信息拾取、信息处理和抗干扰等问题进行了详细的分析，并描述了采用双电压比较器及延迟滤波器的必要性及其工作原理。对钨电极／工件的污染问题，也给出了定性及半定量分析的结论。无论从钨电极的极限引弧次数还是零件的渗钨量，接触式引弧都较高频引弧为好。并对研制的接触式引弧系统的动态品质进行了解析求解和操作试验，证实了设计系统的可行性及可靠性。     

高氮钢TIG焊接数值模拟及组织性能分析

采用TIG热源进行高氮钢焊接研究,通过设置合理工艺,高氮钢可实现无微裂纹、无气孔的良好连接。采用有限元方法对高氮钢焊接的热力过程进行模拟,结合光学显微镜和扫描电镜等表征方法对接头的微观组织进行分析,同时对接头进行抗拉强度测试。结果表明,高氮钢TIG焊接头平均拉伸强度可达950 MPa。焊缝微观组织主要为粗大的奥氏体枝晶及少量铁素体。拉伸结果表明该接头为韧性断裂,断口表面有多种尺度的韧窝。     

LY12硬铝合金TIG与A—TIG焊接接头组织和熔深的研究

针对Al-Cu—Mg系共晶型高强度LY12硬铝合金,进行了TIG与A—TIG焊接接头组织特征和熔深变化规律的研究。结果表明,在相同焊接规范下,TIG与A—TIG焊接接头焊缝区金相组织均为树枝状晶,热影响区金相组织均为等轴晶,差别在于A—TIG焊接接头组织晶粒较粗大。高倍显微镜下的金相组织显示,A—TIG焊缝区和热影响区中强化相数量比TIG焊多,且比TIG焊粗大。另外由于活性剂的加入,电弧产生收缩,热量集中,使得A—TIG焊熔深比TIG焊大。     

焊接温度场与力学场模拟的研究进展

综述了国内外有关焊接温度场与力学场模拟的最新研究进展，主要内容包括焊接温度和力学场模拟的基础理论，关键模型及模拟方法，对焊接温度场，显微组织转变及焊接残余应力的耦合分析进行了讨论，介绍了几种典型的焊接模拟专用软件以及并行有限元分析技术。     

多道焊温度场数值模拟及其分布规律的研究

采用单元"死活"的方法进行了三维状态下低碳钢多层多道焊温度场的数值模拟,实现了模拟过程中焊接材料的逐步填充,计算结果与试验结果十分吻合。在此方法的基础上进行了厚板LY16高强铝合金多层多道焊的数值模拟,对其温度场分布规律进行分析,研究了焊道间隔时间对温度场分布的影响,通过计算每一焊道节点的最大温度升高值做出了节点最大温升一节点距焊道中心线距离关系曲线,根据此曲线可在实际焊接中方便地预测构件焊后不同部位的组织和性能。     

液态挤压非稳态温度场的有限元模拟

以Ｇａｌｅｒｋｉｎ法建立了非稳定导热问题的有限元方程，确立了液态挤压成形过程的非稳态温度场的有限元模型，开发了相应的模拟软件，给出了稳定成形时的液态挤压温度场及工艺参数选取不恰当时的温度场分布，采用有限元模拟与试验相结合的方法分析了管材成形过程中发生断裂的内在原因，指出变形速度与凝固速度的协调是保证成形质量的关键因素。模拟结果与试验结果吻合良好。     

不同条件下的正交切削温度场的数值分析

建立正交切削加工过程中的传热数学模型,基于Lagrange描述法和有限元法对正交切削的温度场进行数值计算,应用Deform有限元分析软件对不同加工材料、不同切削前角以及不同切削参数下的切削过程进行仿真,得出影响温度场的变化规律.研究结果表明,切削过程的热量主要由材料的塑性变形和切屑与刀具的摩擦产生的,在不改变材料属性的前提下,通过调整切削参数和刀具的形状来降低切削过程的温度,并给出具体刀具前角大小的温度影响分布曲线,为切削加工过程的优化提供参考依据.     

带有圆形半埋藏裂纹金属构件放电瞬间的温度场分析

应用复变函数理论,采用曲线坐标变换的方法,对带有圆形半埋藏裂纹金属构件在放电瞬间裂纹尖端区域附近的温度场进行理论分析。并借助于有限元软件,建立三维模型,模拟分析了在放电瞬间裂纹尖端区域附近温度场、温度梯度场的分布状态。计算结果表明:在圆形半埋藏裂纹尖端处,由于电流产生的焦耳热源的作用,使其温度瞬时急剧升高,能够在很小的范围内熔化形成微小的焊口,裂纹前缘的曲率半径增加了几个数量级,显著地减少了应力集中,有效地遏制了裂纹的扩展;数值模拟与理论分析结果吻合。     

直流电阻对焊过程的有限元分析

采用电、热、塑性变形耦合的有限元方法,模拟了直流电阻对焊过程;探讨了变形过程中电场、温度场、变形之间以及变形过程中界面夹杂物清除率和变形之间的相互关系。分析表明,较大的变形有利于清除界面夹杂物。     

蜗轮稳态温度场及有限元分析

通过蜗杆传动的传热学、摩擦学及啮合原理的结合上进行研究,建立了蜗轮稳态温度场的数学模型。对对流换热系数和齿面输入的热流密度进行了分析,针对蜗轮齿面的几何特征和运动特征研制了相应的有限元程序,计算结果与实测结果基本一致。这为研究蜗轮的胶合失效和热弹流问题提供了依据。     

多道焊三维残余应力场有限元模拟

运用大型有限元计算软件ABAQUS，对316L不锈钢平板多道焊接头的温度场和残余应力场进行模拟。有限元模型中选用三维实体单元，考虑材料物理性能随温度的变化和周边对流、辐射散热的影响。运用内生热的加载方法模拟焊接热源，运用单元激活技术模拟多道焊焊接过程。获得了三维多道焊焊接温度场和残余应力场，并对计算结果进行分析。