空气介质中电火花表面强化的温度场有限元模拟分析

通过选取合适的热源模型、边界条件,建立了空气介质中电火花表面强化的热传导模型;通过分析其温度场的特点,建立了空气介质中电火花表面强化的二维温度场模型;借助ANSYS有限元分析软件对空气介质中电火花表面强化的温度场进行了模拟,分析了工件在不同时间、不同位置的热流密度矢量和随温度矢量的变化规律,以及电火花强化时温度随深度方向的变化历程。结果显示:电火花表面强化层的放电凹坑主要是由于热量在材料中不同方向的热传导存在差异引起的;电火花表面强化具有骤冷骤热的特点;在相同的加工速度下,节点的温度随着离表面距离的增大而减小。     

气体介质电火花加工单脉冲放电温度场分析

深入分析研究了气体介质电火花单脉冲传热模型,在此基础上选取合适的热源形式,分析了单脉冲气体介质电火花加工瞬态温度场。利用有限元分析软件ANSYS对温度场进行了模拟分析,验证了模型的可行性。     

基于ANSYS的混粉准干式电火花表面强化TC4钛合金显微裂纹分析

利用有限元法对电火花表面强化TC4钛合金温度场进行模拟仿真,在其他条件不变的情况下,分析了不同电流强度对强化层温度场分布和变化的影响规律。以仿真模型参数为试验强化参数,在混粉准干式介质中,以石墨棒为工具电极对TC4钛合金进行表面强化,利用扫描电子显微镜对强化层微观形貌进行观测,对比分析了强化实验结果与模拟仿真结果。结果显示,随着电流强度升高,温度场温度梯度变大,热应力变化变强,造成强化层表面微裂纹增多。     

单脉冲气中电火花线切割电蚀坑形貌仿真分析

为研究气中电火花线切割加工机制,建立Cr12Mo V模具钢温度场的数学模型。基于ABAQUS软件对单脉冲放电过程中Cr12Mo V模具钢的温度场进行仿真分析,得出Cr12Mo V模具钢的温度场分布规律,测量出不同峰值电流和脉冲宽度下工件表面电蚀坑的半径和深度并进行了修正,进而计算出电蚀坑的体积。获得了单脉冲放电后工件表面电蚀坑半径、深度、体积以及深径比随峰值电流与脉冲宽度的变化规律,进而预测出电火花线切割加工效率与工件的表面质量。     

TC4钛合金准干式电火花表面强化温度场-应力场特征研究

工件表面温度场和应力场是制约电火花强化效果的关键因素。运用ANSYS的热-结构耦合技术,进行雾状介质电火花表面强化钛合金温度场有限元模拟仿真,并以温度场计算结果为初始条件计算得到应力场。使用模型中的强化工艺参数进行雾中电火花表面强化钛合金实验。利用Hitachi-4700型扫描电镜观察强化后的表面微观形貌,用402MVD型自动转塔数显微维氏硬度计测试强化前后试件表面硬度值。强化实验结果与模拟仿真结果进行对比分析后得出结论,有限元方法模拟电火花强化表面温度场可以对强化过程进行前期预测和工艺参数优化,提高强化质量并避免盲目直接进行强化实验。     

基于ANSYS电火花线切割加工的温度场分析

建立了电火花线切割加工单脉冲放电模型,并利用有限元法分析了对45钢进行单脉冲放电时的温度场.分析了单脉冲情况下的放电凹坑形貌;探讨了放电参数对切割表面形貌及表面质量的影响;指出凹坑深度与脉宽和加工电流之间的关系并与实验数据进行对比.通过温度场的分析阐述了变质层的形成区域及变质层厚度与电流之间的关系.     

电火花堆焊表面残余应力场数值模拟

对电火花堆焊热过程和应力变化过程进行仿真研究,为优化堆焊参数提供快捷可靠的依据。通过研究电容击穿空气的放电特性模型,提出新型电火花堆焊能量来源于电容空气放电的火花产生阶段。建立了三个不同电压参数下的单脉冲温度场模型。利用ANSYS软件对单脉冲放电时电极表面的温度场和应力场进行仿真研究。对多脉冲条件下基体表面应力状态进行仿真研究并与单脉冲条件下的应力场进行对比分析。     

慢走丝线切割单点放电温度场有限元分析

建立了慢走丝电火花线切割单脉冲放电模型,利用有限元分析了单脉冲放电温度场分布。计算出该条件下工件放电凹坑几何特征,与实际切割条件下的材料去除率进行了对比,并根据电火花线切割的加工特点进行了修正。讨论了不同峰值电流和脉冲宽度条件下,蚀除凹坑体积与材料去除率(MRR)的变化规律,并分析了峰值电流和脉冲宽度对MRR的交互作用。分析结果表明:考虑实际加工的相关因素,模拟的单脉冲放电的MRR经修正后可以近似表征实际连续切割时的MRR;单个凹坑的蚀除量随着电流和脉宽的增大而增大,并且电流和脉宽的交互作用随着它们取值的增大而更加明显。     

电火花钛合金加工的数值模拟(英文)

建立电火花钛合金加工的三维有限元轴对称热物理模型。为了更好地预测温度场分布和材料去除效率,采用模型分析了基于电流和脉宽变化的等离子体半径、熔化和气化潜热、能量分配系数和高斯分布的热流密度等影响因素,模拟了单脉冲电火花放电加工钛合金的温度场,并研究了沿放电凹坑的半径方向上温度场分布的放电参数。通过实验数据的对比,验证该模型在材料去除效率方面具有很好的预测效果。     

基于电火花加工方法的硅强化45钢工艺的研究

以单晶硅作电板，用电火花成形机在煤油介质中对45钢进行表面强化实验研究。分析了脉冲宽度、脉冲间隔、峰值电流、加工时间对强化层厚度的影响，并对强化层的显微硬度和耐磨性进行了分析。研究结果表明，合适的工艺参数和加工时间，能使工件的表面获得具有一定的厚度、较高硬度和耐磨性的强化层。     

基于ANSYS的气中微细电火花沉积工艺参数的研究

通过选取合适的热源模型、热边界条件和放电通道半径等,建立了气中微细电火花沉积加工的热传导模型.利用ANSYS有限元分析系统,对单脉冲条件下的工具电极和工件的温度场进行数值模拟,并预测了其工艺参数.通过试验验证了该方法对预测气中微细电火花沉积工艺参数的适用性.     

TiC/Ni金属陶瓷电火花加工温度场仿真研究

为深入研究TiC/Ni金属陶瓷电火花加工过程,进行了TiC/Ni金属陶瓷电火花加工单脉冲放电温度场仿真。建立了TiC/Ni金属陶瓷颗粒随机分布模型,运用ANSYS软件采用生死单元法对TiC/Ni金属陶瓷进行单脉冲温度场仿真研究,并对结果进行了实验验证。结果表明:TiC/Ni金属陶瓷颗粒随机分布模型适于TiC/Ni金属陶瓷电火花加工温度场仿真,且随着峰值电流及脉宽的增大,TiC/Ni金属陶瓷蚀除体积增加,表现为试验时材料蚀除率增加。     

Ⅲ型裂纹电磁热止裂分析

针对含Ⅲ型裂纹的金属构件,从理论、数值模拟和实验角度分析电磁热对其止裂强化的效果,导出了脉冲放电瞬间Ⅲ型裂纹尖端附近的叠加应力场分布。研究表明,受切应力的Ⅲ型裂纹通入脉冲电流后,裂尖处迅速升温,超过了金属的熔点,形成焊口,瞬间产生的热压应力场改变了受力状态下的Ⅲ型裂纹尖端附近的应力状态,使之成为抑制裂纹扩展的压应力,从而达到止裂的目的,证明了电磁热强化对在线Ⅲ型裂纹止裂的有效性。     

脉冲电场对Al-5wt%Cu合金熔体的孕育形核作用

对Al-5wt%Cu合金熔体进行了电脉冲处理,采用热分析方法研究了脉冲电场对该合金凝固冷却曲线的影响.结果表明,电脉冲可显著细化Al-5wt%Cu合金的凝固组织,进而改善其热裂倾向.凝固冷却曲线和温变速率曲线揭示了脉冲电场对合金熔体的孕育形核作用.     

厚板FAB法单丝埋弧焊温度场的有限元分析

从宏观传热学出发,综合考虑坡口形式对焊接热输入影响及焊缝横断面形状特征,建立了厚板FAB法单丝埋弧焊温度场三维数值分析模型. 利用ANSYS软件对不同厚度D32钢FAB法单丝埋弧焊焊接温度场及热循环曲线进行模拟计算,对其热场特征进行了分析. 结果表明,不同焊接条件下横断面形状尺寸及热循环曲线计算结果与试验结果吻合较好,从而证明了模型的准确性和适用性;在获得良好焊缝成形条件下,随着板厚的增加,焊件上、下表面的热影响区宽度有所减小,而热循环冷却时间t_8/5变化规律不明显.     

电参数对短电弧铣削加工热影响层厚度的研究

在短电弧铣削加工镍基高温合金GH4169时,利用有限元分析软件对短电弧铣削加工热场进行仿真模拟计算,并通过实验得到验证,从而进一步分析了脉冲电压和占空比对短电弧铣削加工工件的热影响层厚度的影响规律。结果表明:一定频率下,当保持占空比不变,电压大小的变化对工件的热影响层厚度影响不大;当保持电压不变,随着占空比的增加,工件的热影响层厚度也相应增加。     

液相脉冲放电沉积涂层的温度场模拟及研究

通过有限元数值模拟的方法,选取合适的热源模型、热边界条件,建立了液体介质中在45钢表面进行脉冲放电沉积TiC陶瓷涂层的热传导模型。采用有限元分析软件ANSYS对液相脉冲电火花放电表面温度场进行数值模拟,研究了脉冲电流参数对温度场和涂层表面形貌的影响。结果表明:工具电极的最高温度远高于工件的最高温度;温度均在轴向上降低较快,而在径向上分布较均匀;最高温度随加工电流的增加呈缓慢下降趋势;随脉冲电流的增大,沉积到工件上的火山口状涂层颗粒明显增大。     

基于热接触分析的电主轴热态特性研究

采用热接触有限元分析方法对电主轴的温度场进行了分析,并且通过实验对有限元分析模型进行了校核和验证,提出了改善电主轴热态特性的措施,对改进措施的效果进行有限元分析,分析表明改进措施具有良好效果。分析了在油脂润滑和油-气润滑条件下电主轴温升所引起的的热变形,结果表明降低主轴温升对减小主轴的热变形具有明显效果。