利用不同焊接热源模型对结构件进行焊接模拟

基于ANSYS,分别使用高斯热源模型和分段热源模型对金属结构件的焊接过程进行了有限元模拟,使用单元生死技术模拟焊接材料的生成,并考虑了相变潜热对温度场的影响.本文先计算温度场,然后把温度场作为载荷来计算结构场,得到残余变形和应力的分布,从而实现焊接过程的温度场、残余应力和残余变形的三维动态模拟.结果表明:利用分段热源模型能够在保证计算精度的前提下,大大提高计算效率,明显缩短计算时间.     

搅拌摩擦点焊瞬态输入组合热源模型

为得出搅拌摩擦点焊瞬态温度场,依据摩擦学原理,建立了由均布面热源与双椭球体热源耦合的新型组合热源模型,并同时考虑搅拌针正压力与材料属性的瞬时变化。采用ABAQUS有限元软件对2 mm厚6061-T6铝合金板材搅拌摩擦点焊(FSSW)下压、停留、冷却三个阶段的温度场瞬态变化进行了数值模拟,并用焊接热循环测定实验验证了新型组合热源模型的准确性。研究了转速对于温度场的影响规律,并分析得出搅拌摩擦焊接不发生相变的机理为温度通过材料屈服应力的变化实现的负反馈调节。此新型热源模型为研究FSSW全过程温度瞬时变化及焊点成形提供了理论支持。     

基于串热源的MAG焊接温度场解析计算

推导了工件上任意一移动点热源作用下温度场的瞬态解，将电弧热流和熔滴热焓量两部分构成的MAG焊接热输入近似处理为沿3个坐标轴的一连串点热源，根据实验结果确定了热输入的分布模式，计算了MAG焊的温度场，计算表明该模型能较精确地计算出熔合线的几何形状，预测熔深，焊接工艺实验验证了该计算模型的可靠性。     

大空间单列水平线热源自然对流速度,温度场及换热的解析模型

单列线热源是房间热源的基本组成元素,基于对单一线热源浮力尾流的讨论,提出了表征单列线热源浮力尾流性质的特征速度,特征温度,建立了预测单列线热源速度场,温度场及自然对流换热的解析模型。     

基于串热源的MAG焊接温度场解析计算

推导了工件上任意一移动点热源作用下温度场的瞬态解 ,将电弧热流和熔滴热焓量两部分构成的MAG焊接热输入近似处理为沿 3个坐标轴的一连串点热源 ,根据实验结果确定了热输入的分布模式 .计算了MAG焊的温度场 ,计算表明该模型能较精确地计算出熔合线的几何形状 ,预测熔深 .焊接工艺实验验证了该计算模型的可靠性     

基于组合热源模型的激光深熔焊数值模拟

针对激光深熔焊"螺钉"状焊缝截面,构造了高斯面热源和双椭球体热源叠加的组合热源模型。利用有限元分析软件ABAQUS和FORTRAN语言编写的用户子程序,实现了组合热源的加载,对激光深熔焊温度场进行了数值模拟。温度场结果表明,激光焊是快速加热和冷却的过程,且焊接工艺参数对熔池最高温度有一定影响。此外,分析了基于该组合热源模型所得的温度场与焊缝微观组织及显微硬度的关系,焊缝边缘的温度梯度比焊缝中心大,焊缝边缘处为柱状晶,而焊缝中心为等轴晶,焊缝的显微硬度比母材高。模拟所得熔池形状与试验中焊缝形状吻合较好,该模型能为激光焊工艺参数的预选和优化提供依据。     

板料离散热源加热扩孔实验研究

扩孔成形是板料成形技术之一,板料扩孔成形性能通常以成形后的扩孔率作为衡量指标。对SUS304不锈钢板料分别进行离散热源加热扩孔与均匀热源加热扩孔实验,通过对比2种扩孔方式下试样的扩孔率大小来分析扩孔方式对板料成形性能的影响。实验结果表明,离散热源加热对提高板料扩孔成形性能更具有优势,原因是离散热源加热时形成的不均匀温度场与板料的成形过程更为协调,能更有效地提高板料扩孔成形性能。     

焊接热源局部坐标移动曲线路径建模方法

为解决轨道客车转向架构架的制造及应力变形分析中,遇到的曲线动态焊接热源建模难度大、难以实现的问题,根据焊接结构特征,研究了空间复杂焊接路径热源建模理论,定义了焊接热源坐标移动模式。据此,只需通过简单的参数输入和Ansys软件操作即可完成曲线路径动态焊接的热源建模。设计了平面曲线路径、空间曲线路径和转向架复杂模型焊接热源加载方法。本文提出的移动热源模型和焊接曲线路径实现方法,是利用数值模拟研究焊接路径,在加深对焊接过程的理解的同时,可设计选择合理工艺,控制残余应力和变形,从而实现高效、优质的焊接过程仿真。     

基于改进混合高斯模型的背景提取与更新

针对序列图像背景提取不能正确地处理场景突变、实时性差等问题,本文提出了改变更新率的背景提取算法. 首先,对传统混合高斯模型进行了简化,其次对像素点划分区域,在不同区域采用不同的背景更新率,有选择性地进行背景更新. 实验结果表明,该方法提高了提取背景模型的实时性和精度.     

磁场和活性剂联合作用下TIG焊热源模型的确定

为了确定磁场和活性剂联合作用下TIG焊热源模型,分别采用双椭圆面热源模型和双椭球体热源模型对焊接熔池的温度场分布进行了数值模拟,根据模拟结果的等值线分布情况可以获得熔池形状.通过将试验值和模拟值进行对比可以发现,利用双椭球体热源模型得到的熔池形状与实际熔池尺寸相吻合,而双椭圆面热源模型不能很好地反应厚度方向上的温度分布.结果表明,双椭球体热源模型可以更加准确地表征磁场和活性剂联合作用下TIG焊的实际焊接过程,打破了以往依照焊接方法选取热源模型的传统.     

含偏心热源同轴多层圆柱稳态温度场分析

针对含偏心热源同轴圆柱多层介质结构的稳态传热问题,本文根据多极理论传热模型给出多层结构中含待定系数无穷级数的温度场通式,并利用边界条件与源条件,得到层与层之间的递推关系进而求解温度场的表达式,具有形式简单可应用到任意多层介质的特点。将该方法应用于土壤源热泵系统的U型地埋管传热过程,验证了其可靠性,从而为同轴圆柱多层介质结构传热分析提供了一种新的有效工具。     

大体积混凝土水化效应的有限元分析

根据实测的接驾咀特大桥系杆拱桥端横梁的水化热温度场,采用三维瞬态温度场理论,利用ANSYS有限元软件,对分二次浇筑与整体浇筑时端横梁水化热温度场和应力场的分布规律进行了分析。分析结果表明,整体浇筑时端横梁水化温升要较分层浇筑时快,采用分层浇筑方式可有效地降低大体积混凝土水化效应的温度场和温度应力。所建立的大体积混凝土水化效应的温度场和温度应力的有限元分析方法和分析结果可为施工方案的选择提供参考。     

土壤源热泵空调系统及设计探讨

介绍了土壤源热泵空调系统的特点,对其工程设计进行了初步探讨.     

参考椭球大小可变的高斯大地解算方法研究

参考椭球的a，b可变带来的直接问题便是大地计算模型中X和Bf参数难于求解．本文提出了参考椭球的a，b可变的一种大地正算和大地反算的新算法．推导了算法的基本公式并设计了计算流程，在此基础上，编制了相应的计算机计算程序，并进行了初步的计算，得出了满意的结果．     

空气源热泵建模与单级蓄热器仿真选型

针对空气源热泵工作时能效比会随着气温下降而明显降低的问题,在空气源热泵上增加了一级蓄热装置。在MATLAB下对单级蓄热器空气源热泵进行仿真,结果表明增加蓄热装置可以平衡空气源热泵的能效比。以太原最冷月统计24 h平均温度为前提,模拟蓄热器在不同质量的蓄热材料、不同长度的蓄热管和放热管下的不同表现。仿真结果表明,最优换热材料质量为170 kg,蓄热管为30 m,放热管为8 m。     

土壤源热泵地埋管换热实验研究

在不同的钻井和埋管结构中,利用实验装置及测试系统运行不同地埋管进水温度、进水流速等数种工况,根据土壤源热泵地埋管实际运行的测试结果讨论地埋管进水温度、流量、埋管类型、钻井深度以及运行方式对单位井深换热量的影响。实验表明,提高进水温度、流量、钻井深度以及选择合适的埋管类型可增强地埋管换热能力,间歇运行方式能够最大程度利用土壤蓄能特性,使地埋管始终能够高效换热,相比连续运行提高了33．9％,但进水温度、流量和钻井深度不能无限增大,其大小的选择需要考虑土壤源热泵主机运行性能和经济性。     

排热工况下湖水源热泵系统的水体水温计算方法

湖水源热泵利用水体的水温在系统排热或排冷工况下将发生动态变化,水体的水温变化超过水体所能承受的排热或排冷量时,将导致湖水源热泵系统运行不正常甚至瘫痪。在二维初始水温模型的基础上,利用质量和能量方程,建立了水源热泵系统利用水体水温变化的动态模型。通过水流方程与温度方程藕合求解得到水体在带负荷状况下的水温变化模型方程。该计算方法不仅可以为湖水源热泵系统的可行性研究奠定理论基础,也可作为计算利用水体最大热承载能力的前期研究基础。     

土壤源热泵空调系统的节能特性分析

土壤源热泵空调系统具有节能、环保的优点.通过比较土壤源热泵系统与风冷热泵系统的耗能量和土壤源热泵系统如何有效地利用地表热能两个方面,分析了土壤源热泵系统节能的原因并提出了影响其节能特性的因素.     

水环热泵辅助热源性能研究

介绍了水环热泵空调系统各种辅助热源的形式，针对传统水环热泵空调系统采用高位能（电、燃气、油、煤等）通过锅炉（或换热装置）转变为循环水的低位能，再由室内水／空气热泵提升后向室内供热的不合理的用能方式，提出了由空气源热泵代替锅炉的空气源-水环复合热泵空调系统，对其冬季建筑物内外分区不同的冷热负荷比下运行的性能进行了研究，并和使用锅炉的传统水环热泵空调系统的能耗进行了比较，体现出空气源-水环复合热泵空调系统具有较高的能效比．     

重庆市发展长江水源热泵的水源概况分析

为了解重庆段长江水作为热泵冷热源的概况,对重庆段长江水温的横断面变化和时间变化进行了实测分析,并对江水的水质和水位变化进行了分析,得到长江水温在整个横断面基本恒定,而江水的夏季月平均温度在22~25℃,冬季月平均温度在11~16℃,水温日变化幅度不超过0.5℃。是一种具有良好品质的稳定的冷热源。而长江水作为水源热泵的冷热源,主要解决的水质问题是泥沙和悬浮物,在三峡库区形成后水位变化可达到30 m,因此取水方式可考虑采用浮船取水方式。