焊接热源计算模式的研究进展

总结了计算焊接温度场过程中焊接热源模式的改进过程。首先讨论了传播学中常用的以集中热源为基础的线热源与面热源的解析模型、以及能量在空间以高斯函数形式分布的焊接热源模式,以高斯分布函数为基础,引出了半球能量密度分布的热源模式、椭球能量密度分布的热源模式、双椭球能量密度分布等焊接热源模式。并对比了不同热源分布函数对计算结果的影响,讨论了不同焊接计算过程中对热源函的选择。结果表明,通常的工程运算仍可采用解析模型函数进行化计算,高斯分布函数、半球能量密度分布函数、椭球能量密度分布函数常应用在有限元计算过程中,但由于未精确考虑电弧对熔池的冲击作用,在熔池附近有一定误差,而双椭球能量密度分布的热源模式,不仅可以处理一般的电弧总力小的焊接热源,也可以处理具有强烈穿透作用的激光焊和电子束焊过程的焊接热源,进一步提高焊接热源循环的计算精度。     

2.25Cr1Mo钢大型筒体锻件差温热处理过程研究

通过在差温炉中的加热试验和有限元模拟,研究了2.25Cr1Mo钢大型筒体锻件热处理加热过程的温度场,计算了筒体在热处理过程中的温度变化;采用逆算法确定了筒体加热过程预热段和高速升温段的综合界面换热系数。综合界面换热系数由对流换热系数、辐射换热系数和修正换热系数三部分组成。在高速升温段,由于局部炉气分布不均匀,修正换热系数较大;而在预热和保温段,计算所得的修正换热系数较小。运用修正的换热系数计算的筒体的外表面温度与实际测量温度相差±13℃。预测结果表明,所编制的软件程序与实际升温曲线符合很好,为今后预测大型锻件差温热处理过程的温度场提供了依据。     

强流脉冲离子束辐照钢靶热力学效应数值模拟

为了揭示强流脉冲离子束辐照材料表面的热力学效应,介绍了强流脉冲离子束与钢靶相互作用的理论模型.以此为基础,通过数值模拟计算了离子能量为300keV,束流密度为200A/cm2的离子束与钢靶相互作用的热力学效应,得到了温度场分布、温度梯度分布,以及应力与应力波传播过程的模拟计算结果,结果表明辐照后材料表面在极短时间内发生了剧烈的温度与应力变化.     

外场处理在焊接中的应用与进展

本文主要介绍了国内外磁搅拌技术、氩弧处理技术、爆炸处理技术、高能束表面熔凝处理,逆焊接加热技术、超声波处理技术等外场处理技术在焊接中的应用与进展,并提出利用电／磁脉冲处理焊缝金融的新途径。     

杂质元素对熔敷金属低温韧性的影响

用人工神经网络建立了熔敷金属性能的预测模型。该模型的学习结果同试验值之间有很好的对应关系。用该模型研究了杂质元素S、P、O、N对熔敷金属低温韧性的影响规律。预测结果表明：随着O、N含量的增加,熔敷金属的低温韧性显著下降;S对低温韧性基本无影响;随着P含量的增加低温韧性有所增加。在不同的S、P含量水平下,低O低N时的熔敷金属具有很高的低温韧性,高N低O时的次之,高N高O时的低温韧性最差。     

有限元法在焊接工艺专家系统中的技术实现Ⅰ.基于人工神经网络的焊接工艺专家系统

描述了将有限元方法集成到基于人工智能的焊接工艺专家系统中的关键技术,基于人工神经网络的焊接工艺专家系统以C BUILDER作为开发工具,通过客户端调用软件组件、多线程技术和模型扫描,使有限元分析软件ABAQUS融合到焊接工艺专家系统中,完成了焊接工艺向有限元分析边界条件的自动转换,实现以有限元分析作为专家系统中的中间数据导出,为系统决策提供基础数据。     

冷轧钢卷在罩式炉中退火过程的温度场变化模拟计算

模拟了冷轧钢卷在全氢强对流罩式炉中退火过程的温度变化。研究了退火过程中钢卷冷点与热点温度的变化规律。应用ABAQUS软件的强制对流单元，研究了在特定的气体流动条件下的钢卷与气体之间的传热。根据实际退火曲线，模拟了全氢强对流罩式炉加热、保温、冷却的全过程。模拟的结果表明，通过调整不同的对流换热系数和气体的流速，可以对不同规格钢卷退火过程进行比较精确的模拟，为生产过程控制提供依据。     

计算机模拟在焊接微观组织中的应用

介绍了计算机模拟在焊接热影响区（HAZ）微观组织模拟过程中应用的重要性，利用物理模拟方法建立了HAZ晶粒长大的模型，研究了铁素体不锈钢EB26-1（单相合金）焊接热影响区的晶粒长大过程，预测了HAZ中晶粒的分布，以及不同的热输入对HAZ晶粒长大的影响和HAZ中晶粒长大的热钉扎效应，指出了目前研究中存在的不足和今后的发展方向。     

基于人工神经网络的SS400钢板力学性能预测

寻求微观组织与性能的定量关系一直是研究开发离线与在线预测系统的关键问题，针对热轧带钢SS400性能预测系统，提出了基于Matlab神经网络工具箱的神经网络解决方案．该模型采用前向神经网络，在利用BP算法的基础上，为了克服常规BP学习算法的缺陷，Matlab神经网络工具箱对常规BP算法进行了改进，采用更有效的数值优化方法，如Levenberg—Marquardt优化方法，建立了化学成分和生产的主要工艺参数与产品力学性能之间的关系．结果表明影响板带屈服强度、抗拉强度和延伸率三者的显著因素为钢板厚度和含碳量．     

模拟界面换热系数和密度对热溶质对流影响

为了能够更好地控制凝固过程热和溶质的传输,以二元合金为例,研究了在单边散热条件下,不同界面换热系数和密度对热溶质对流的影响.研究表明:当材料密度一定时,随着界面换热系数的提高,沿散热方向上的温度梯度增大,热溶质对流的效果增强;当界面换热系数为1 000 W/(m2·K)时,在凝固初期铸件底部出现涡流现象;在界面换热系数不变的情况下,随着材料密度的增加,铸件内液体金属的热溶质对流效应减弱.