真空炉温度均匀性测量的数值模拟研究

采用BNi-2镍基钎料对热流道板进行真空钎焊,须根据钎焊件设定加热工艺曲线。加热工艺曲线的设定是钎焊过程最重要的环节之一,决定着钎焊的质量和效率。该文结合真空加热的特点及钎焊要求,运用Ansys有限元软件数值模拟的方法,对壁厚、体积较大的多层热流道板真空钎焊进行仿真分析,通过对比不同工艺方案及不同钎焊件的模拟结果,探究真空钎焊过程升温规律,从而调整各阶段的相关参数及制定合理的加热工艺曲线,避免了现场反复调试参数造成的资源浪费,节约了时间和成本,提高了效率。此外,通过在实际钎焊试验过程中布置热电偶对钎焊件测量温度,并与数值模拟结果对比,两者基本吻合,验证了有限元分析的准确性,能为之后其他零部件的真空钎焊提供参考。

     

汽轮发电机转子绕组中频感应钎焊数值模拟

铜绕组是汽轮发电机转子的核心部件,其焊接质量直接影响机组的性能及安全。以Ansys软件为工具,采用磁热耦合分析的方法,研究了转子绕组铜板的对接中频感应钎焊,对加热过程中不同时刻的温度场及关键位置节点温升曲线进行了有限元计算和分析。对钎焊过程中工件表面距钎缝不同位置的温度进行了实地测量,计算结果与测量结果之间差别较小,证明了数值模拟结果的可靠性。根据温度场的模拟结果,采用不同的加热时间焊接了若干试验件,通过观测试验件断裂后的形貌及抗拉强度值,分析了加热时间对钎焊质量的影响。试验结果证明,利用数值模拟方法可以预测感应钎焊的钎缝质量。     

注塑模热流道板温度场数值模拟及优化设计

热流道板是注塑模具热流道系统的主要组成元件,其温度分布的均匀性对整个热流道系统及其注塑产品的质量都有重要影响.以液晶电视机后壳为例,设计了热流道板的基本结构,研究了其加热过程的温度场分布.根据有限元初次模拟结果出现的温度分布均匀性差的问题,优化了热流道板内电热丝的布局,获得了温度分布均匀的热流道板结构.将获得的热流道板结构应用于热流道系统的设计与工程实践中,获得了质量优越的产品.     

铜/铝导管感应加热钎焊参数敏感性研究

感应加热是金属导管钎焊的一种有效方法。本文利用有限元分析软件,通过电磁/热耦合计算对Cu/Al金属导管感应加热钎焊过程进行了数值模拟。对不同工艺参数下导管接头的温度场计算的结果表明:钎焊接头钎料区域的平均温度与加载电流及频率基本呈线性关系,并随线圈间距以及线圈与工件距离的增大而减小。将数值模拟计算结果与试验测量结果进行分析比较后表明,温度计算结果与实测结果吻合良好,计算模型可靠,可以为实际焊接过程中的工艺制定提供依据。     

钛合金筒形件真空热胀形壁厚效应的数值模拟

建立了钛合金筒形件真空热胀形的二维非线性热力耦合有限元模型。使用有限元软件MSC-Marc对钛合金简形件真空热胀形过程进行数值模拟。计算了钛合金筒形件真空热胀形过程的温度场和变形场，并进行了相应的实验验证。模拟结果与实验结果吻合较好。用建立的模型对真空热胀形过程中钛合金筒形件壁厚效应进行数值模拟，讨论了一定工艺条件下钛合金筒形件壁厚与弯曲角度、胀形量和残余应力之间的关系，为实际生产中制定和优化钛合金筒形件真空热胀形工艺参数提供理论与实践依据。     

网带式连续钎焊炉内钢坯温度场数值模拟

在用耐热温度数据记录仪测温实验的基础上,建立了网带式连续钎焊炉内钢坯升温过程的数学模型,利用有限元软件ANSYS对其温度场进行有限元数值模拟。通过计算出45钢坯料不同表面温度的实时换热系数,同时将环境温度作为时间的函数施载,模拟得到坯料在钎焊炉中各区段的温度场的实时分布情况。同时模拟计算了钎焊炉加热段内坯料特征点处温度随时间的变化曲线,并与测温曲线进行了对比。结果表明:模拟计算值与实测数据吻合良好,温差值最大为9℃,验证了所建传热模型的正确性。     

冷凝器炉中钎焊温度场三维有限元分析

文中对SF-X05平行流式汽车空调冷凝器在钎焊炉中的传热行为进行了分析.通过定义工件表面不同区域的辐射率、对流换热系数来表征不同区域受到的热流密度的差异关系,从而优化了冷凝器三维数值模拟的算法.同时,分析了冷凝器炉中钎焊的温度场,对比实测与模拟结果,试验结果表明了所开发的有限元模拟程序的准确性,从而为后续的工艺改进提供一个有效的理论分析手段,达到节省试验成本的目的.     

厚板弯曲成形有限元数值模拟及工艺研究

通过采用DYNAFORM有限元软件,对轨道车辆中厚板弯曲件的成形过程进行了数值模拟,分析了在冷弯过程中不同凸模圆角半径及不同板厚下,各弯曲件的减薄率对成形工艺的影响。采用数值模拟及工艺实验的方法,得出了厚板弯曲件成形的工艺条件,大大提高了工艺设计的效率。     

TC4钛合金感应加热钎焊有限元分析

利用ANSYS有限元模拟软件,建立了TC4钛合金感应加热钎焊数值分析模型.建模时,充分考虑了感应电流的集肤效应及磁场的边缘效应.计算中,考虑了材料的非线性,运用了APDL参数化设计语言,利用多步嵌套循环实现磁-热耦合,最终得到了相应的电磁场、温度场分布情况.从模拟结果可知,磁力线随焊件与感应线圈间距增大变稀疏:焊件最高温度出现在焊件侧表面附近,最低温度出现在焊件上表面;焊件侧表面升温速率(加热速度)逐渐减小,焊件上表面升温速率先增加后减小,最终焊件各处升温速率将趋于相等.上述模拟结果将对TC4钛合金感应加热钎焊试验过程提供可靠理论依据.     

基于ANSYS模拟预测S45C钢轴感应加热工艺参数

基于ANSYS有限元法对感应加热过程中电磁场和温度场进行了耦合分析,通过模拟得到了感应加热过程中频率f、电流密度Js和加热时间t等重要工艺参数之间的关系曲线,制定了预测工艺参数的确定方法。针对S45C钢轴类工件的技术性能要求提出了试制工艺参数,进行了感应淬火试验及相应的ANSYS有限元模拟,结果表明轴径向的温度模拟结果与硬度梯度曲线试验结果存在一致性。     

钎焊工艺对点阵结构残余应力的影响规律研究

基于有限元软件ABAQUS,采用顺次耦合方式,对点阵结构钎焊过程中的温度场和残余应力场进行了数值模拟,并分析了不同工艺参数变化对钎焊残余应力的影响。计算结果表明,由于钎料与母材性能的不匹配,在钎缝部位产生了较大的残余应力,成为危险位置;分阶段加热工艺与直接加热工艺相比,残余应力得到了有效改善,横向应力和纵向应力分别降低了19%和22%;保温时间对钎焊残余应力的影响不大,随着钎焊温度的升高,钎焊残余应力略有增大,而降温速率则是钎焊残余应力的主要影响因素。     

拼焊板方盒件拉深成形过程变压边力曲线预测

基于有限元数值模拟软件LS-DYNAFORM,对拼焊板方盒形件拉深成形进行模拟研究。通过改变拉深成形过程中压边力这一最重要且易于控制的工艺参数,寻求拼焊板方盒形件拉深成形时较优的变压边力曲线加载形式。为预测不同工艺参数下拼焊板方盒形件拉深成形时的较优压边力加载曲线,建立了变压边力的BP神经网络预测模型,并将该模型预测的结果与数值模拟得到的结果进行对比分析。研究结果表明,拼焊板薄板采用变压边力、厚板采用恒定压边力、且薄板压边力不小于厚板压边力的加载形式,拼焊板成形件整体质量较好,焊缝移动量较小;神经网络预测模型能较好的预测拼焊板方盒形件拉深成形时的变压边力,与数值模拟结果的最大相对误差在12.3%以内。     

分离型热管散热器真空钎焊

结合分离型管散热器的结构特点及使用性能，对选用真空钎焊所涉及的钎焊接头设计，焊接设计选择，焊件表面制备等方面进行了深入分析，研究和设计，对钎焊工艺过程，温度，加热时间，加速速度等参数采用微机控制。试验结果和产品应用情况表明，可获得满意的钎焊质量。     

真空热处理炉传热的三维数值模拟

为了分析真空热处理炉内加热工件的温度场,将包括工件在内的整个真空热处理炉作为模拟对象建立了一个三维的数值模型.该模型集成了一个控制炉温的PID模块,并且考虑了热物性参数的非线性因素.基于一商业软件,对工件、真空热处理炉的隔热层、加热管等的瞬态传热过程进行了数值模拟,并与实测值进行了对比,两者基本吻合.最后,根据模拟结果提出了优化的加热工艺参数.     

Invar 36合金厚板四辊滚弯成形及回弹规律研究

为了分析Invar 36合金厚板的四辊滚弯成形工艺及工艺参数对滚弯回弹的影响规律,进行了不同板料厚度和工艺参数条件下的Invar 36合金厚板四辊滚弯实验,同时基于ABAQUS有限元平台,利用Swift硬化模型、Mises屈服准则,建立了四辊滚弯有限元模型。通过有限元模拟结果与滚弯实验结果的对比发现,随着设定弯曲半径的减小,模拟精度随之提高。总体而言,有限元模拟结果和实验结果吻合度高,利用该有限元模型可精确预测Invar 36合金板料四辊滚弯成形件曲率半径。综合实验和数值模拟结果表明,弯曲半径越大、板料厚度越小、上下辊夹持力越小,则弹塑性变形中弹性应变占比越大,回弹越显著。     

GH4169合金件真空时效过程数值模拟

以VR6072型真空热处理炉为例,建立了一个二维真空热处理炉非线性有限元模型,该模型考虑了辐射传热和材料热物性随温度变化等非线性因素的影响.利用有限元软件MSC.Marc对GH4169合金件真空时效过程中的瞬态温度场变化进行了模拟计算,预测了工件真空热处理过程加热滞后时间,对整个温度场变化过程进行了试验测量,模拟结果和试验结果吻合较好,为真空热处理虚拟生产和工艺参数优化提供了理论依据.     

整体式自润滑关节轴承滚轧工艺数值模拟

针对合套挤压后整体式自润滑关节轴承存在的无载启动力矩过大的问题,以GE15DE1TK/HVS0型自润滑关节轴承为研究对象,采用有限元数值模拟技术对其力矩调整过程进行模拟分析,确定了滚轧工艺的参数范围,并估算了最终成形状态的无载启动力矩值。以模拟得到的滚轧力为依据,对该型轴承进行样件加工及工艺验证,通过标准力矩测量方法得到样品件的无载启动力矩,并将检测结果与模拟结果进行对比,以判断数值模拟方法的可靠性。对比结果表明,数值模拟结果与工艺试验结果之间的误差较小,所建立的有限元数值模型可以对整体式自润滑关节轴承滚轧工艺参数及无载启动力矩进行有效预测。     

感应加热参数对钢件温度分布的影响

运用有限元分析软件ANSYS对圆柱形45钢样件建立了电磁-热耦合分析的有限元模型,在不同的加热参数下对45钢加热过程的温度场分布进行模拟计算,得到在这些参数下温度场的空间和时间分布,并分析了参数设置对加热结果的影响。通过比较数值模拟与试验测试结果,证明数值模拟结果可信。     

变截面感应线圈对铝管钎焊效率的改进作用研究

开口式感应线圈可应用于复杂、超长管接头(如空调管路)的自动化感应钎焊中,具有灵活、环保的特点,但加热效率及温度均匀性不佳。本文基于磁-热耦合的有限元数值模拟,设计了一种变截面的开口式感应线圈,在提高加热效率的同时,改善了钎焊区域的温度均匀性。试验结果表明,相较于常规的等截面线圈,使用变截面感应线圈时具有不同的加热特征,并使得钎焊时间得到了有效减少。接头水压试验表明,接头的钎焊质量符合工艺要求。     

真空电子束钎焊工艺研究

探讨了真空电子束钎焊中,电子束束流、聚焦电流、加热时间等电子束钎焊工艺参数对钎料润湿性的影响及其规律,以及不同的电子束钎焊工艺参数对试件最高温度、加热速度、高温停留时间等温度场有关参数的影响作用。通过金相分析、扫描电镜和X射线能谱分析等手段,研究了BNi-2钎料钎焊不锈钢时的接头组织。