皮秒激光CVD金刚石膜打孔温度场仿真

建立了皮秒激光在CVD金刚石膜打孔时的瞬态热传导三维物理模型并利用ANSYS对过程进行了仿真,分析了温度场的空间变化规律以及温度场随时间变化趋势,将仿真值和实验结果进行了对比,在此基础上研究了激光能量,脉冲宽度,重复频率等对打孔品质的影响。     

激光打孔过程的数值模拟

为描述Nd：YAG脉冲激光打孔过程中孔的形貌及温度场的变化规律,建立了三维激光打孔的物理模型,利用APDL语言进行编程,对激光作用区域施加高斯激光热流密度载荷,模拟打孔过程中的温度场分布,并利用单元生死技术模拟激光打孔形貌的变化过程。模拟结果：孔的形貌为圆锥形,光斑中心温度瞬间达到5．6×10^3℃,并以光斑为中心逐渐降低,等温线近似圆形.通过与实际打孔结果对比,发现模拟结果与试验结果相吻合。     

激光辅助切削温度场的数值模拟

激光辅助切削是一种近年来发展起来的新型加工技术,是解决工程陶瓷切削问题的有效方法。运用有限元方法建立了激光加热辅助切削氮化硅工程陶瓷的数学模型,并分析了加工参数对温度场分布的影响。     

毫秒脉冲激光倒置打孔数值模拟

针对微孔加工中常出现的喷溅物附着在工件表面的问题,开展脉冲激光倒置打孔的研究。基于流体力学和热传导理论建立一个二维瞬态非等温层流模型,模拟倒置情况下毫秒脉冲激光在304L不锈钢上打孔的过程。采用显热容法处理材料相变潜热和非线性的热物性,提高了模型的准确性和收敛性。模拟结果表明,倒置打孔不仅能够帮助排出熔融物,还能够充分利用激光能量将材料加热至熔融和汽化。     

在不锈钢上激光打孔的数值解析

介绍采用ＹＡＧ激光在不锈钢上打孔，对孔深、孔径、孔口喇叭状进行数值解析，其中对激光的强度采用光线追踪法，对激光的热传导采用有限差分法处理，且对数值解析的结果和实验加工的结果进行了比较。     

激光热处理温度场数值模拟及仿真研究

首先根据激光热处理三维温度场内部边界条件模型，运用有限元方法，对激光热处理温度场进行数值模拟。煞后根据数学模型，应用当前流行的Java3D软件技术对激光热处理三维温度场进行仿真，并对该模型进行计算机虚拟实验验证，用于激光热处理的实验预测，获得最佳的热处理结果，遮到节约实验费用的目的。     

基于有限元的激光定点钎焊温度场研究

利用ANSYS软件对激光定点钎焊过程温度场进行了有限元模拟,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特征,建立了有限元模型,得出了钎焊过程中,不同工艺参数下试样表面的温度场分布图,并进行了温度测量和实际钎焊实验。结果表明:有限元分析温度曲线与实测温度曲线比较吻合,钎焊后金刚石与基体实现高强度连接。     

激光弯曲成形温度场与应力场的有限元模拟

建立了三维瞬态温度场的数学模型。使用有限元分析软件M SC.M arc对41C r4钢工件激光弯曲成形过程的温度场进行了有限元数值模拟,并在温度场的基础上进一步分析了板材激光弯曲成形过程中的应力场。     

激光精微打孔工艺

在金属和非金属材料上用激光加工精微孔越来越受到广泛重视，并已日益推广。但在实际操作时，对激光精微打孔步骤以及激光能量参数、聚焦参数、加工参数的选择原则与方法处理不当，而达不到所要求的精度和表面质量。我校曾在一种特殊不锈钢零件上加工φ17μm的精微孔，深0．3～     

粉末薄层选区激光烧结温度场数值模拟与实验研究

单层粉末的激光烧结温度场对三维结构熔结成型有着直接影响。通过对工程塑料粉末选区激光烧结过程能量作用形式的分析,构建了粉体与金属基板界面接触热阻的导热模型和扫描烧结的移动热源模型;利用有限元法对功率为10～25W,光斑直径为0.24mm的激光逐行扫描烧结过程的温度场进行了数值模拟;通过温度场分布模拟和激光烧结实验得到了单层厚度为0.5mm的PA6粉末行扫描间距的优化区间为0.3～0.4mm,获得了熔结质量较好、厚度均匀的平板形烧结物,为进一步优化工艺参数提供了基础。     

大棒材轧制过程温度场的数值模拟分析

应用有限差分法建立大棒材热轧过程的温度模型.对轧制、高压水除鳞和空冷等过程进行模拟计算,得到轧件头尾的表面与内部温度分布规律.用此程序模拟计算某钢厂大棒材生产过程中的温度场,其计算值与实测值吻合较好.在此基础上分析了大棒材热轧过程中温度的变化规律.     

选择性激光熔化成形瞬态温度场数值模拟

为揭示选择性激光熔化成形的机理,初步建立了其熔化过程的传热理论模型;考虑温度变化对材料热物性参数的影响,利用ANSYS参数化设计语言(APDL)建立了有限元数值模型并进行了温度场求解.计算结果显示:熔化成形过程中温度场等值线呈椭圆状,已凝固部分在光斑再次扫描至邻近部位和上层粉末时由于热传导作用而发生重熔;熔池的尺寸大小随吸收能量的增加而逐渐增大,由初始宽约0.2mm增至0.25mm左右;温度场分布均匀、温度梯度小可减小零件的翘曲变形;基板温度随时间的推移而逐渐升高.     

扫描电子束钎焊温度场数值分析

根据不锈钢毛细管板结构的钎焊特点,建立了扫描电子束钎焊温度场三维有限元分析模型。有限元计算结果与试验结果一致,证明所建立的温度场模型是合理的。利用该模型预测了束斑直径、扫描半径和束流三个工艺参数对扫描电子束钎焊温度场的影响。结果表明:大束斑直径、大扫描半径和小束流的扫描方式可以获得钎焊所需的局部均匀的温度场。利用有限元分析得到的优化工艺参数对毛细管板结构件进行了扫描电子束钎焊试验,获得了良好的钎焊接头。     

活塞压缩机工作过程瞬态温度场数值分析

建立了活塞压缩机工作过程的传热模型,并应用有限元理论对其瞬态温度场进行了数值模拟,对各瞬时活塞环的温度数据进行拟合,得出了活塞环瞬时最高温度与曲柄转角的关系线.     

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。     

磨削温度场的理论分析和研究

本文概要介绍了磨削温度场理论模型研究的历史与现状,探讨了有限元法和计算机仿真技术在磨削温度场理论研究中的作用。     

大型半开放式压铸温度场与应力场的数值模拟研究

采用有限元方法分析了大型半开放式压铸件,在凝固过程中的温度场以及由此产生的热应力场,用有限元软件ANSYS进行数值模拟,选取了实际生产中容易出现裂纹的部位进行了重点分析,得出了该位置温度分布及热应力分布的变化情况,并给出了计算结果。以此为依据,对铸件在实际生产过程中可能会出现的缺陷进行分析和预测,进而优化加工工艺,减少废品率,对铸造系统的结构设计、加工工艺等具有一定的指导意义。     

电弧喷涂涂层温度场的数值模拟

运用有限元方法,建立了电弧喷涂涂层横断面的二维有限元模型,模拟涂层逐层叠加的生成过程,对涂层进行了热和结构的耦合分析。在分析中同时考虑了热传导、热对流和热辐射对涂层和基体综合作用的影响,得出了在不同的基体预热温度下涂层的温度场,并找出了涂层的变形规律。     

超高速铣削加工的温度场计算及生产应用

通过对超高速铣削加工中切削区动态热力学行为的计算和分析，推导了切削区温度场的分布模型。计算结果表明，切削区工件表层的最高温度可达922℃，工件内最高温度点不在刀具与切屑的接触面上，而在靠近工件表层的内部某处。在此基础上，得出了超高速铣削加工的机理模型，由于工件切削区的温度远高于材料的再结晶温度，此时材料的硬度急剧下降，工件的易切削性能大大提高，较易被后续刀刃切削下来。通过切屑材料的金相组织分析验证了该机理模型。     

基于有限元法的低温湿式磨削温度场分析

采用有限元数值计算法对低温湿式磨削液的冷却性能进行了模拟,获得了低温湿式磨削的温度曲线;通过磨削实验验证了有限元数值仿真结果。研究表明:低温切削磨削液能够增强磨削液的冷却性能,充分发挥其降低磨削温度的效能,减少工件热膨胀,提高加工精度。