多道送粉式激光熔覆温度场的有限元分析

根据激光熔覆的特点, 建立了激光熔覆温度场分析的模型, 对多道送粉式激光熔覆过程的温 度场进行了有限元分析.在分析过程中, 激光热源模型为可移动的高斯热源, 该模型适合熔覆层厚 度不大的情况.并采用“单元生死法”来模拟激光熔覆过程中激光粉末不断被熔覆的过程.结合以上 分析过程, 我们利用ANSYS 有限元分析软件来编写一段相应的APDL 命令流, 运行命令流后, 通 过ANSYS 后处理器便可查看相应的计算结果.分析结果表明:每一道中各步的中心点温度的峰值 基本上相等, 并且热循环曲线相似, 只是在时间上有延迟.后一道各步中心点的温度峰值比前一道 各步的要高, 但是这种增值的幅度越来越小.     

6061铝合金表面激光熔覆温度场的仿真模拟

利用连续波Nd:YAG固体激光在6061铝合金表面激光熔覆SiC陶瓷粉末，采用ANSYS有限元软件对6061铝合金激光熔覆过程中热量传递及温度场分布进行模拟，在分析过程中采用三维单元，并考虑了材料热物性的非线性及对流和辐射的边界条件，建立了有限元模型，得出了熔覆过程中试样表面的温度分布模拟图.结果表明，温度场模拟等温线呈椭圆形，在移动热源的前方等温线密集，温度梯度较大，热源后方的等温线稀疏，温度梯度较小，熔池内最高温度与激光扫描速度、光斑半径均成反比，与激光功率成正比.模拟结果为陶瓷金属基复合材料激光熔覆工艺参数的优化提供了理论依据.     

基于铝合金的激光熔覆技术研究

介绍了铝合金表面激光熔覆工艺的研究,其中包括铝合金的熔覆方法、熔覆材料、工艺参数对铝合金熔覆层的影响、铝合金表面激光熔覆强化层的微观组织和性能,提出了铝合金表面激光熔覆层存在的问题及改进方法,并概括了激光熔覆技术在铝合金上的应用现状及未来的发展趋向。     

激光熔覆陶瓷热应力分析

针对在金属表面熔覆陶瓷材料时容易因热应力产生微裂纹的问题,建立了陶瓷激光熔覆时的非定常温度场模型和弹性热应力模型,并采用求相应泛函极值的方法进行求解。对这些模型在激光作用条件下的有限元法数值模拟,分析加工参数与热应力的关系,并与实验结果相比较,符合实际情况,可以用以指导在激光熔覆时避免或减少裂纹的产生。     

激光熔覆技术与进展

从熔覆工艺、熔覆材料及熔覆层性能特点等方面对近年来兴起与发展的金属材料激光表面熔覆新技术进行介绍,针对正在研究的包括多道熔覆、防止开裂等重点问题探讨激光熔覆的发展趋势,并介绍了其在修复再制造产业上的应用前景.     

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.     

钴基合金火焰涂层的激光熔覆与应用

应用高功率CO2激光,对火焰喷涂钴基合金涂层进行激光溶覆处理,可获得成分、显微结构均匀的微细技晶组织,减少了气孔,消除了大块碳化物偏析,从而提高了涂层抗磨及耐腐蚀能力,实现了工业应用。     

激光熔覆钴基合金的光学检测实验研究

为了直观地表达熔池几何特征参数,分析不同工艺参数下熔池的变化特征,提高熔覆质量,针对激光熔覆系统建立了熔池监测系统,对图像处理后,获得熔池的面积,同时对熔覆后的熔覆带界面进行考察.利用该监测系统研究了不同激光功率、扫描速度、预置粉末厚度下,熔池面积、稀释率以及热影响区深度的变化规律.结果表明,熔池面积、热影响区深度以及...     

激光熔覆复合涂层的研究进展

激光熔覆是一门新兴的表面涂层技术，发展迅速．本文系统地总结了激光熔覆的工艺特点，对激光熔覆复合涂层的材料体系、组织特征进行了综合分析，指出了存在的问题及今后的研究方向．     

格林函数法计算激光相变硬化温度场

用格林函数法对激光相变硬化时的温度场进行了计算,从热传导方程出发,对光斑形状、材料热物性作了恰当近似,用"像光源"方法对边界条件进行了处理.分析了加热和冷却过程中,材料内部组织的变化,并用无界边条件的解来模拟硬化带的特点.     

ANSYS在激光打孔温度场仿真中的应用

利用有限元分析软件ANSYS对激光打孔过程的温度场进行模拟仿真,通过对温度场的分析,得到了小孔的孔深、孔径的时间特性以及随激光能量的变化曲线,为激光打孔最优参数的选取提供依据。     

冷轧薄板电阻缝焊温度场的有限元分析

采用ALGOR有限元软件,进行冷轧薄板压平缝焊三维动态非线性温度场的计算分析．考察了线能量对焊接温度场的影响．分析了线能量与熔核尺寸及焊缝表面温度间的关系．为焊接工艺参数的制定、焊缝质量的在线监测提供了依据．     

加速度对三维密闭腔体的温度场和流场影响的有限元分析

利用Ansys软件,通过分析加速度对三维密闭腔体的温度场和流场的影响,对气流式加速度传感器的优化设计进行探讨.采用有限元方法,通过建立三维实体模型、划分网格、加载和求解等途径,进行有限元仿真.结果表明:在流体梯度大的地方,网格划分得密一些,有助于节约计算时间和提高计算精度;利用Ansys软件的切片功能,观察不同加速度下三维密闭腔体内部的温度场和对流场的分布,与二维建模相比较,三维建模得到的计算结果更加全面和准确,为气流式加速度传感器的优化设计提供可靠的依据.     

激光熔覆生物陶瓷涂层及界面的热力学计算

在医用金属材料表面形成一层生物陶瓷是制备高性能、高可靠性生物植入材料的有效途径．采用激光处理技术在钛合金表面同步合成及熔覆了以羟基磷灰石为主的生物陶瓷涂层复合材料，激光熔覆制备生物陶瓷涂层覆界面反应是非常复杂的过程，其中包括很多的化学反应，从物理化学角度对涂层覆界面反应进行热力学计算，计算结果表明：在该实验条件下，完全具备合成羟基磷灰石、磷酸钙等生物陶瓷涂层的热力学条件，而且也满足界面处发生化学反应生成钛酸钙等新相的条件。     

Adaptive FEM Analysis of the Temperature Field of Pistons in Diesel Engines and Their Thermal Stress and Deformation Calculation

The adaptive FEM analysis of the temperature field of the piston in one diesel engine is given by using the ANSYS software. By making full use of the post results provided by the software, the posteriori error estimation and adaptive accuracy meshing algorithm is developed. So the blindness of the mesh design through experiences can be avoided, and the accuracy requirement is adapted to the relative temperature gradient distribution across the entire domain. Therefore the meshes and solutions can be obtained at the same time. Based on the temperature field analysis, the thermal stress and deformation fields are calculated as well. The results show that the stress concentrates on the edge of the piston pin boss and the inside surface of the first ring groove, and the deformation of the head of the piston is greatest. But the difference between the long and short axes of the bottom cross section is greatest.     

实验环道结蜡层温度场计算

原油输送过程中因管壁结蜡而使输送能力降低,特别是在定压输送的情况下,当沉积层较厚的含蜡油管道在低温、低流速下输送时,可能发生初凝、停流现象,因此研究原油结蜡过程中管道结蜡层温度分布是非常有意义的。为此在实验室内,通过对试验环道上测试段相关数据的测试,对比分析测试段管壁有沉积物和无沉积物时测试段管壁内温度分布的不同表达式,根据能量方程建立了无量纲温度分布方程,利用贝赛尔函数推导出原油在层流状态下沉积层表面温度分布、沉积层热流密度、油流温度分布等相关温度场的计算公式,为研究蜡沉积规律,定性分析管路结蜡层厚度和制定合理的清管方案提供理论依据。     

激光熔覆过程光束能量衰减的模拟

为了应用能量守恒对同轴送粉激光熔覆中的熔覆层性能进行精确计算,研究了激光束穿过粉末云时能量的衰减现象和衰减规律.利用流体软件模拟实际喷嘴喷粉的过程,并利用有限元软件模拟激光束穿过粉末云的能量衰减规律,得到了激光-粉末相互作用区域内粉末云质量浓度随z轴的分布曲线,以及不同激光功率下和不同粉末云质量浓度下,从喷嘴出口到基材之间粉末云对激光衰减率的变化曲线.结果表明:激光束穿过粉末云的过程中,未到粉末交汇处时光强衰减较弱,汇聚处能量衰减明显.对衰减率进行定量研究可以很好地用于熔池温度场的精确计算.