热喷涂过程涂层钢板的温度场和应力场分析

建立涂层钢板模型,采用单元生死技术,利用有限元软件分析热喷涂过程涂层钢板的温度场和应力场分布,为预测和分析涂层显微组织,优化喷涂工艺,提高喷涂层与基体结合的稳定性提供依据.     

带有硬涂层的球轴承应力场分析

在建立名义点接触问题有限元模型的基础上，计算了不同涂层厚度下6309深沟球轴承的亚表层应力场，首次提出了一个涂层膜厚的无量纲参数ξ。结果表明，当涂层厚度参数ξ小于0．035时，接触区内的Mises应力和最大剪应力的最大值及其所在深度较之无涂层时无显著变化；与无涂层的情况不同，涂层体系表面接触中心处的Mises应力不为零；涂层／基体界面上的Mises应力的最大值出现在接触中心处，最大剪应力在偏离接触中心处出现。     

仿竹涂层的设计及其应力场

对竹的显微结构进行了分析，并建立了仿竹梯度涂层的数学力学模型，根据此模型设计了一种仿生梯度涂层，并进行了有限元接触力学分析，得到了Mises应力场与剪应力场，结果表明梯度涂层可应用于受弯曲载荷作用的场合，具有比其它涂层优越的特点。     

扫描电子束铝合金表面处理应力场仿真与试验验证

研究扫描电子束铝合金表面处理应力场的分布规律,对了解残余应力的形成机理具有十分重要的理论及实际意义。在热弹塑性理论的基础上建立电子束表面处理应力场的有限元模型,分析高温热力学参数对电子束表面处理应力场的影响;通过仿真与试验验证相结合的方法确定材料的高温热力学参数,得到铝合金电子束表面扫描后的应力分布规律。随着弹性模量和切变模量的增加,ADC12铝合金材料表面的变形量和最大应力均成非线性增加。经电子束表面处理后试样表面扫描带附近为拉应力,而在其他位置为压应力;最大拉应力出现在扫描带的内侧边缘处,外侧边缘次之,而扫描带中间的拉应力最小;最大表面应力为127.6 MPa,变形量为1.8 mm。     

镍基合金熔接涂层与基体温度场的有限元分析

建立镍基合金熔接涂层和基体的三维有限元分析模型,基于ABAQUS软件采用生死单元法对其进行温度场分析,研究了镍基合金熔接涂层和基体之间的温度场变化规律。结果表明:熔接涂层与基体之间的温度场呈阶梯状分布;热源附近的熔接涂层温度场呈均匀分布;移除热源后,熔接涂层的降温速率高于基体的降温速率。     

管道在热流状态下的温度场和应力场有限元研究

以传热学和有限元理论为基础,建立起了管道的有限元模型,计算出了管道在热流状态下的温度场和应力场,为管道的设计和维护提供理论依据。     

TD法VC涂层与陶瓷和钢对摩时摩擦磨损性能对比研究

采用TD法在Cr12MoV冷作模具钢表面制备VC涂层,在摩擦磨损试验机上考察VC涂层与钢球、钢柱和陶瓷球配副时的摩擦磨损性能,利用扫描电镜、粗糙度测量仪和X射线衍射仪(XRD)分析涂层磨损前后表面及界面的形貌、表面粗糙度和物相组成.结果表明,与不同摩擦副配副时,VC涂层摩擦因数随着磨损时间增加先增大后趋于平稳,磨损率随着磨损时间增加而减小,其中与钢柱配副时摩擦因数最小,磨损率最低.与不同摩擦副配副时,VC涂层磨损机制与失效形式不同,与钢球配副时VC涂层磨损机制为磨粒磨损,失效形式为划痕和剥落坑;与钢柱配副时VC涂层磨损机制为黏着磨损和疲劳磨损,失效形式为犁沟和片层状剥落;与陶瓷球配副时VC涂层磨损机制为氧化磨损,失效形式为脆性断裂.     

压印式涂层制备装置的设计及其有限元分析

制备耐磨涂层是提高轻量化合金耐磨性的有效方法,是轻量化合金表面改性的重要途径。相对于热涂层的制备方式,机械锤击方法制备的涂层具有更多的优点。鉴于此,设计了一种机械压印式涂层制备装置,该装置是对碳化钨粉末进行搅拌后通过蠕动泵进行输送,精确控制涂料输出量。同时,对装置的主要部件进行有限元静力学分析以及模态分析验证其可行性。     

Al-Si30活塞温度场和应力场有限元分析

建立了某活塞三维有限元模型.根据稳态温度场理论,结合对流换热边界条件对ZL109和Al-Si30活塞的温度场、应力场和热变形进行了有限元分析,对比发现温度场中Al-Si30活塞和ZL109活塞最高温度值很接近,但应力场分布和热变形中Al-Si30活塞的最大和最小值均低于Zl109活塞的最大值和最小值,说明Al-Si30...     

HOVF WC-10Co4Cr涂层磨削瞬态温度场及应力场数值模拟

从经典热传导方程和热弹塑性力学出发,建立了磨削过程中移动热源作用超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层材料的二维传热模型和热应力模型;在考虑材料热物理参数随温度变化的基础上,利用有限元分析软件ANSYS来研究双层材料在磨削热-结构耦合作用下的瞬时温度场和应力场。数值研究结果表明,由于WC-10Co4Cr涂层热传导系数和比热容比300M钢基体大,所以温升主要停留在涂层内;磨削温度沿工件深度方向非连续分布,涂层基体结合面的温度梯度最大;由于涂层、基体材料热膨胀系数差异较大,在结合面处产生极大的热应力;磨削温度、涂层-基体结合面热应力随涂层厚度的降低而增大。开展了磨削温度测量实验,测量了不同涂层厚度时工件表面的磨削温度,对数值仿真结果进行了验证。     

瞬时液相扩散焊焊接温度场有限元模拟

在瞬时液相扩散焊焊接过程中,加热温度对焊接效果有决定性的影响。通过对增强热塑料管接头进行合理假设,在ANSYS系统中建立了三维有限元分析模型,利用ANSYS提供的热电耦合分析和瞬态温度场分析程序,对管接头焊接加热时间和瞬态温度场进行了有限元模拟,其分析结果可以为热应力分析、焊接强度分析、优化设计和实验提供一定的理论依据。     

激光反应熔覆碳化物陶瓷涂层温度场的有限元模拟

利用ANSYS软件建立预置式粉层激光反应熔覆的数值模拟模型,考虑了相变潜热、辐射对流散热、表面效应单元等因素的影响;在不同的工艺参数下,用该模型对激光反应熔覆碳化物陶瓷涂层温度场进行了计算,分析了整个激光加工过程中温度场的变化情况。结果表明:激光功率和扫描速度对基体熔化厚度以及熔覆层宽度的影响都比较显著;激光功率是造成熔覆层较大温度梯度的主要因素;有限元模拟得到的最佳工艺参数得到了试验验证。     

铀表面铝镀层热应力的有限元分析

对铀表面磁控溅射沉积铝镀层的热应力进行了热弹塑性有限元分析。结果表明：镀层内的热应力较大,达到铝的屈服强度,镀层界面两侧存在明显应力梯度,试样侧边存在由于边缘效应引起的应力分布不均匀性,至侧边约4倍镀层厚度处,应力分布不均匀性逐渐消失;沉积温度升高,界面塑性应变明显增大,镀层弹性模量和泊松比对镀层界面热应力和塑性应变的影响较小,而屈服强度的影响较大,减薄镀层厚度有利于改善镀层界面的热应力和塑性应变。     

基于热应力场耦合的涡旋压缩机动涡盘有限元分析

通过采用有限元方法,运用ANSYS软件,对涡旋压缩机动涡盘受气体力载荷工况和受温度载荷、气体力载荷共同作用工况时进行比较分析,并做不同温度载荷下的耦合分析,得出动涡盘变形和应力分布规律,指出了设计分析中应考虑的重要因素.     

基于ANSYS的接触热阻的有限元分析

利用ANSYS对Mosfet功率管和散热片的接触热阻进行有限元分析,提出了一种表面粗糙度的模拟方法,对接触热阻的主要影响因素-表面粗糙度进行了深入的仿真分析研究,得出了接触热阻与粗糙度各因素的关系,并对其他影响接触热阻的因素进行了分析。     

内圆磨削过程的有限元数值模拟

针对现有磨削零件的热损伤,以圆环内圆磨削为例,基于有限元分析方法,采用命令流方式建立了圆环传热的二维有限元分析模型,对磨削温度场、热变形过程进行了模拟仿真。计算结果得到工件的温度场基本上呈环状分布,周向基本均匀,磨削内圆进入了垫}生状态,磨削内圆时的热变形基本是对称的。分析结果合理可行,为实际切削奠定理论基础。     

基于UG的小直径立铣刀应力场有限元分析

为了提高加工精度,对小直径立铣刀的应力场进行了有限元分析。通过铣削力试验,对不同切削参数下立铣刀的铣削力进行动态采集,利用UG建模模块进行立铣刀实体建模,根据铣削力试验结果给出边界条件,在立铣刀有限元模型上加载载荷,利用UG有限元分析模块获得了立铣刀切削过程中切入、切出的瞬时应力场云图,显示了切削中立铣刀应力场的变化规律。