微束等离子焊小电流问题的研究

介绍了研制的ＨＦＭＰ５０型微束等离子焊机实现其小电流过程中所进行的一些研究，由于采取一些特殊的措施，使该焊撮小输出电流达到０．１Ａ时仍能稳定燃烧。     

微束等离子喷涂氧化锆涂层的生物活性研究

采用微束等离子喷涂(MPS)技术,在Ti-6Al-4V基体上制备了氧化钇稳定化氧化锆(YSZ)涂层,并通过观察涂层在模拟体液(SBF)中浸泡后表面磷灰石的生长情况以评估其生物活性.利用光学显微镜、SEM和XRD对浸泡前后涂层形貌、相组成进行了研究.结果表明:使用MPS方法可以制备ZrO₂涂层;XRD分析显示涂层中ZrO₂主要以四方相存在;SEM观察发现涂层表面较粗糙且存在孔隙;涂层截面的片层结构比较紧密;在SBF中浸泡4周后,涂层表面局部有磷灰石薄膜形成,说明涂层具有一定的生物活性.     

微螺旋混合器的混合实验研究及数值模拟分析

设计一种结构简单、没有专门扰流装置的被动式微螺旋混合器.并介绍混合实验的过程和结果分析,得出混合质量分数与灰度的关系.建立数学和物理模型,通过通用商业CFD软件进行数值模拟,模拟结果与实验结果比较吻合. 更多还原     

凝固显微组织数值模拟研究新进展

介绍了确定论模型和概率论模型在显微组织模拟方面的最新研究进展,分析了各种模拟方法的特点和不足,提出了凝固组织模拟研究的发展方向--多尺度计算、三维模拟和采用实验手段确定形核模型.     

连铸Al-Mg成分分布及微观组织数值模拟

为研究大断面连铸Al-Mg合金化学成分分布及微观组织的变化规律,利用数值模拟的方法对连铸Al-Mg合金的过程进行分析。结果表明,Mg、Cu、Fe、Si以及Zn在连铸Al-Mg合金中的分布并不均匀,存在较为严重的偏析现象,在铸件中央部分聚集,而在铸件底部的含量均小于合金名义成分。Mn和Cr在铸件中的成分分布较为均匀。对合金的微观组织模拟结果可以发现,连铸Al-Mg合金的微观组织主要由3部分组成,分别是表面等轴晶粒区、粗大柱状晶粒区以及底部细小柱状晶区。     

等离子喷涂过程数值计算与实验研究

应用流体控制方程、传热传质方程、粒子输运方程、Maxwell电磁场方程建立多场耦合数学模型,研究普通等离子喷枪内外的流场特性.计算中考虑等离子气体的电离与复合反应,以及非局域热平衡效应,在此基础上,采用新的三维模型分析气流中粉末颗粒的速度和温度分布,并与DPV2000诊断系统测量值进行对比,结果显示二者的相对误差小于10%.分析结果表明：颗粒的速度和温度在喷涂距离70～90 mm范围内同时达到最大,可选择此范围为最佳喷涂距离.颗粒的加热加速行为研究为其最终的沉积和扁平化奠定了基础,对工艺参数优化和喷枪结构优化提供理论指导.     

变负荷下W型火焰锅炉燃烧特性的数值模拟研究

针对W型火焰锅炉在100%,80%,60%负荷下不同过量空气系数的情况进行数值模拟,从而揭示出负荷变化对锅炉内温度场、流场、氧气浓度以及NO浓度的影响。计算与分析的结果表明:在不同过量空气系数下100%负荷与80%负荷的流场与温度场都比较均匀,相差不是很大,而60%负荷时较为明显地偏向后墙,并且炉膛温度较低。在同样降低20%负荷的条件下,改变过量空气系数的情况下,NO浓度变化幅度由100%降低到80%负荷要高于80%负荷降低到60%负荷,氧气浓度变化则相反。     

Q235钢表面等离子弧熔覆自粘结镍基WC的研究

在Q235钢基体上采用等离子弧熔覆自粘结镍基WC合金粉末,制备具有冶金结合的复合熔覆层.采用OM、SEM、EDS研究了熔覆层的组织,利用显微硬度计测试了熔覆层的显微硬度分布.结果表明:熔覆层中WC颗粒全部熔解,熔覆层与钢基体形成冶金结合,熔覆层硬度达470 HV,熔覆层主要强化机制是碳化物的弥散强化,W、C、Cr等合金元素溶入γ-Ni(Me)中产生的固溶强化.     

铸件凝固过程的微观组织数值模拟研究进展

对目前国内外铸件凝固过程微观组织数值模拟的研究进行了回顾.重点介绍了铸件凝固组织模拟的3类方法确定性方法、随机性方法、相场方法.评述了当前使用的数学模型的特点及局限性.总结了微观组织数值模拟研究的现状及其发展趋势.     

镁合金钨极氩弧焊焊接电弧电势与电流密度的数值模拟

为了分析钨极氩弧焊(GTAW)焊接电弧电势与电流密度在三维电弧空间内的分布,以镁合金的GTAW焊接电弧为研究对象,建立了包含焊丝、焊接电弧以及工件的三维瞬态联合数值模型,对电弧等离子体的电场进行了数值计算,之后得到了电弧电势与电流密度在电弧空间的分布。研究结果表明:在整个电弧空间中电极端部的电势梯度最大,并在此处产生了最高的电流密度。在焊接条件稳定的前提下,电极正下方对称轴线上电流密度最大,弧柱中心处的电流密度要高于周边区域。电弧横断面上的电流密度在弧长1,2,3,5mm处及工件表面上均符合高斯分布。     

基于多物理场耦合的TIG焊电弧数值模拟研究

针对自由燃烧的TIG焊电弧,建立了二维轴对称数学模型,对稳态TIG焊电弧进行了数值分析,获得电弧的温度场、压力场、流场等分布规律。结果表明：电弧最高温度出现在钨极下方,电弧轴向和径向的温度随钨极和电弧中心之间距离的增加而降低;等离子体速度在电弧中心处达到最大值;阳极表面上的电弧压力随其离阳极中心距离的增大而降低;减小焊接电流可大幅度降低电弧温度、等离子体速度和电弧压力;减小电弧弧长可降低等离子体速度和电弧压力。     

CO2气体保护焊温度场的三维数值模拟与分析

采用商用ANSYS软件的二次开发语言,选用适宜于CO2气体保护焊的双椭球热源模型,建立了Y型坡口的两块钢板对接多层多道焊模型,分别采用三种不同"单元生死"技术对其温度场分布规律进行数值模拟及对比分析,验证了模拟过程中采用逐步、逐层激活焊缝单元的"单元生死"技术的必要性.得到了模型在各时间点的温度场分布,绘制了典型位置的热循环曲线,据此可掌握和预测实际焊接过程以及焊接之后焊件的组织、性能以及残余应力的变化情况.     

等离子体弧流数值模拟的研究进展

等离子体弧流的数值模拟研究对其在工业中的应用有重要的意义。详细阐述了等离子体弧流数值模拟研究的发展过程,主要包括自由等离子体弧流和约束等离子体弧流2方面的研究进展,对应用ANSYS等数值分析软件建立等离子体弧流数学模型求解流体的温度场和速度场的方法进行了描述,综合考虑等离子体弧流的流动状态和三维约束等离子体弧流的数值模拟可能是未来的重要研究方向。     

等离子束熔覆铁基合金温度场的数值模拟

采用等离子束在Q235钢基体上熔覆了铁基合金涂层,分析了熔覆过程中温度场的主要影响因素,在考虑边界条件、热源模型、材料非线性的基础上,建立了等离子束熔覆的温度场有限元模型,得到了熔覆层上温度变化规律.分析结果表明：等离子束熔覆温度场呈椭圆形,最高温度达到1 988℃,与试验结果基本符合.     

直流电弧等离子炬温度场-电场分布特性数值模拟

直流电弧等离子体是近年来放射性固废处理领域的重点开发技术。本文以直流非转移弧等离子炬为对象,基于Fluent软件UDF与UDS的二次开发功能,将数值模拟过程与工质气的物性参数、控制方程组源项变化以及电极电流分布进行动态链接,建立了二维轴对称的磁流体动力学(MHD)计算模型;通过求解流体力学控制方程组与麦克斯韦方程组,并采用合理的边界条件,得到了等离子炬内的温度场、速度场以及电流电势分布规律。结果显示,阴极附近电位降显著,电流密度分布集中;层流条件下弧柱区温度分布均匀,中心温度为全流域最高,区域边缘温度梯度较大;阳极附近存在电流密集分布区域,可作为弧根位置预测依据。研究工作同时为等离子炬电极寿命-射流热效率的耦合分析计算奠定了方法基础。     

镁合金AZ31B板材热拉深成形数值模拟

针对厚度为0.8mm,坯料直径为140mm的AZ31B镁合金板材的成形性能进行了有限元数值模拟.在温度为200℃、压边力为8kN、拉深速度为0.3mm/s的情况下,模拟了坯料成形过程中厚度的变化和成形规律,并进行了系统的分析.结果表明,凸模圆角部分是整个拉深件强度最薄弱的地方,减薄最大,是破裂危险区;凹模圆角部分容易发生破裂和起皱;法兰部分通常会发生增厚现象,同时是容易起皱的区域;筒底部分和侧壁部分在成形过程中厚度变化不大.     

铝合金激光—电弧复合焊温度场有限元数值模拟

采用复合热源焊接是一种比单一热源焊接更有潜力和发展前景的新型焊接方法,但复合热源的相互作用机理也更加复杂.为了更好地理解和研究复合热源的作用机理,采用ANSYS软件进行了8 mm厚铝板激光—电弧复合双道焊接的温度场数值模拟,比较得出了一种适合铝合金激光—电弧复合焊接的热源模型.实验结果表明,采用模型模拟得到的焊缝截面形状和实际复合焊接得到的焊缝截面形状符合度较好,该复合热源模型是铝合金复合焊接的一种理想热源模型.     

镁合金钨极氩弧焊区组织和性能

为了研究镁合金钨极氩弧焊区组织和性能,通过总结、归纳现有的研究方法及研究成果,从影响焊区组织和性能的角度,综述了镁合金钨极氩弧焊技术在国内外的应用研究进展,总结了焊接电参数、焊后热处理、焊接速率、焊剂保护等因素对焊区组织和性能的影响规律.指出现阶段研究存在的问题,并结合我国航空装备的实际生产现状,认为在研究镁合金GTAW时应注重焊接缺陷的研究工作.     

多喷管引射器试验研究与数值模拟

为了探索多喷管引射器综合性能的影响因素,对五喷管超音速引射器用实验的方法得到动量修正系数与引射系统尺寸的关系曲线．在不同主喷管分布圆直径、混合管长径比、主次流压比以及扩压比情况下,对多喷管引射系统动量修正系数进行了实验研究和数值计算．结果表明:在所有工况下,引射性能随主次流压比和主流流量的增大而减小;随着主喷管数增加、喷管喉部直径减小、扩压管长度增加,引射器的性能在一定范围内得到提高．混合管长径比与主喷管分布方式的相互作用对引射性能的影响很大．同时使用FLUENT软件对不同几何尺寸下的引射器进行数值模拟,并与试验结果进行了对比,结果表明数值模拟结果与试验结果符合较好．