AISI316激光熔覆成形过程数值模拟研究

激光熔覆成形温度场对成形件的微观组织和应力场有着十分重要的影响,直接决定了成形件的组织及力学性能,而利用现有设备对激光熔池及周围温度进行实时精确测量与控制十分困难。建立了同轴送粉式激光熔覆过程的数学解析模型和粉末温升模型,定义了温升临界功率。通过熔池形态、内部对流及温度梯度的分析,确定了激光熔覆热源。通过激光熔覆成形过程的数值模拟,揭示了AISI316金属粉末温升、激光功率以及颗粒半径之间的关系。研究表明,随着激光功率的增大,AISI316金属粉末温升近似成线性关系升高。激光光斑半径越小,金属粉末温升越高;粉末颗粒半径越小,温升临界功率越大。温度热循环曲线呈锯齿状,AISI316金属粉末表现出急热急冷的特性,且越接近熔覆层表面温度峰值越大。在熔池底部,AISI316金属粉末温度梯度大,而最高冷却速率和熔点时的冷却速度很小;随着扫描速度的增加,熔覆层的最高温度和最高温度梯度降低。基材预热可有效降低溶覆层冷却温度,有助于抑制裂纹生成。     

基于高斯热源的T型接头焊接数值模拟

针对重要焊接构件T型接头的焊接问题,讨论了焊接热源应用情况。采用高斯热源模型,建模并划分网格,确定相应的焊接工艺参数并选用合理的材料热物理性能条件,利用有限元法模拟焊接过程,分析了s355j2g3钢T型接头的焊接温度场、应力场,探讨了温度场的变化规律。高斯热源模型模拟等离子弧焊较为合理,焊后应力最大值未出现在焊缝上,而是出现在横板和立板贴近焊缝的热影响区部位,焊接应力的最大值处于焊件的表面,由外到内逐渐衰减,焊后残余应力主要为拉应力,数值较大,作用范围很小且衰减迅速,结合焊缝末端节点以及整个焊缝的温度循环曲线,分析了晶相转变及焊缝组织,发现其主要金相组织为贝氏体及马氏体,其他相较少。该研究为T型焊接接头的性能研究提供了有力的帮助。     

基于有限元的随焊锤击焊接温度场数值模拟

随焊锤击的时机取决于温度场变化,针对此问题,以MZ1-1000型自动埋弧焊机、Φ2 mm的H08A焊丝为例,对平板堆焊进行了模拟,建立了三维有限元计算模型,并编制了实现热源移动的循环子程序;运用表面效应单元,解决了两种不同载荷同时加载的问题,实现了焊接温度场的三维动态模拟,得到了不同时刻焊件的焊接温度场分布。     

太阳能辅助热源密集烤房集热器最佳上下通道空间比的实验研究

太阳能辅助热源密集烤房是在普通密集烤房屋顶加装平板型空气集热器,平板型空气集热器的热损主要是由于集热板温度高于玻璃盖板温度而产生的自然对流热损失引起的.玻璃盖板与吸热板的间距对自然对流影响很大,为了使热损降到最低,使集热器效率最高,选取7座不同的烤房使它们的上下通道空间比(玻璃盖板与吸热板的间距和吸热板与集热器底板间距的比值)分别为1∶4、3∶7、2∶3、1∶1、3∶2、7∶3和4∶1,并进行集热器热性能对比实验.结果表明,当上下通道空间比为1∶1时集热器效率最高,一个烤烟周期用煤量最少.     

钢零件焊接预热温度的确定

钢零件焊后,冷却速度的快慢直接影响焊接质量,预热是降低冷却速度的一种手段。作为钢的固有特性是临界冷却速度,本文分析了影响临界冷却速度的因素即钢件的初始温度即焊前预热温度,并对预热温度确定的四种方法进行了分析比较,得出它们的适用条件,以期通过选择合适的预热温度提高焊接质量。     

Al_2O_3陶瓷与45钢扩散焊接参数对残余应力分布的影响

以Al_2O_3陶瓷/45钢陶瓷传感器为研究对象,采用有限元方法分析计算了Al_2O_3陶瓷与45钢扩散焊接残余应力的分布,研究了扩散焊接工艺参数焊接温度、冷却速度、焊接压力等对残余应力分布的影响,并得出了最优的工艺方案。研究结果表明,在焊接压力、冷却速度等工艺条件不变的情况下,改变焊接温度对残余应力的影响不明显;改变冷却速度对于残余应力的影响较明显;增加焊接压力,剪切应力和轴向应力也会随之增大,但变化幅度并不大,轴向应力最大拉应力减小,最大压应力增大;最优工艺为焊接温度930℃,冷却速度10℃/min,焊接压力15MPa。     

兴安落叶松人工林采伐迹地的燃烧特性

经实地勘查后布置燃烧床,以风速、表层可燃物含水率、现场温度、坡度为因素,温度变化、燃烧蔓延速度、火线强度为特性指标设计L9(34)正交试验。结果表明:风速对火蔓延速度及火线强度具有明显影响,随着风速的增大,火蔓延速度与火线强度明显增加;表层含水率对最高温度、火蔓延速度及火线强度的影响较明显,随着表层含水率增加,最高温度、火蔓延速度及火线强度均降低;现场温度对最高温度有明显影响,随现场温度升高,最高温度增加;坡度对最高温度、火蔓延速度及火线强度均有影响,随坡度的增加,最高温度增加,火蔓延速度加快,火线强度加强;风速及表层含水率是影响剩余物燃烧的主要因素,当风速为5 m·s-1、表层含水率为10%时,影响剩余物燃烧的权重最大。     

时间步长对作物日同化量模拟的影响

同化量模拟是作物生长模型的重要组成部分,比较了不同时间步长对日同化量模拟的影响.结果表明:在适宜的温度范围内,高斯三点积分法与逐时法的计算结果基本-致,而日均值法的计算结果-般比逐时法大5%左右;当白日温度低于适宜温度下限时,日均值法与高斯三点积分法的模拟值均高于逐时法;当白日温度高于适宜温度上限时,日均值法最高,高斯法又低于逐时法.高斯三点积分法与逐时法的误差程度与白日温度超出适宜温度的程度正相关.利用田间试验测得的水稻群体实际LAI动态进行全发育期光合量模拟,日均值法较逐时法和高斯积分法大6%左右,而利用模拟LAI动态,则日均值法比逐时法的光合量大10%左右,高斯积分法与逐时法亦有-定误差,因此,在计算条件许可的情况下,建议使用逐时法计算日同化量.     

堆焊温度场仿真系统的研究

基于ANSYS平台,利用VB语言开发了一个专门针对堆焊温度场分析的仿真系统,可以针对不同情况下的堆焊温度场进行分析,并查看仿真分析结果。通过VB与ANSYS的结合,用户只需输入必要的焊接参数,就可以得到温度场分析结果,从而使ANSYS软件的推广应用更加便利。     

兴安落叶松人工林采伐迹地的燃烧特性1）

经实地勘查后布置燃烧床，以风速、表层可燃物含水率、现场温度、坡度为因素，温度变化、燃烧蔓延速度、火线强度为特性指标设计L9（34）正交试验。结果表明：风速对火蔓延速度及火线强度具有明显影响，随着风速的增大，火蔓延速度与火线强度明显增加；表层含水率对最高温度、火蔓延速度及火线强度的影响较明显，随着表层含水率增加，最高温度、火蔓延速度及火线强度均降低；现场温度对最高温度有明显影响，随现场温度升高，最高温度增加；坡度对最高温度、火蔓延速度及火线强度均有影响，随坡度的增加，最高温度增加，火蔓延速度加快，火线强度加强；风速及表层含水率是影响剩余物燃烧的主要因素，当风速为5 m· s－1、表层含水率为10％时，影响剩余物燃烧的权重最大。     

TC21钛合金激光深熔焊应力场数值模拟研究

根据弹塑性本构关系数学模型,采用组合热源模型与瞬态有限元方法,使用SYSWELD软件建立了TC21钛合金激光深熔焊过程三维有限元分析模型.依据熔池边界准则,通过改变激光功率、焊接速度,对TC21钛合金T型接头激光深熔焊的三维应力场进行了模拟研究.探讨了TC21钛合金横向残余应力的变化规律.研究表明,焊接速度对TC21钛合金横向残余应力峰值的影响较小,激光功率对于横向残余应力蜂值的影响更明显一些;焊接速度对于横向残余应力梯度的影响较大,激光功率对于横向残余应力梯度的影响较小;随激光功率增大,横向残余压应力峰值显著减小,应力梯度也随之减小.     

基于Simufact的油菜播种机悬挂架焊接仿真

在油菜播种机悬挂架焊接过程中,先加工悬挂孔后进行焊接时,引起悬挂孔不同心,先焊接后加工悬挂孔,悬挂孔同心,但左、右拉杆的变形较大,对后续的装配造成影响。为了控制悬挂架的焊接变形,简化焊条电弧焊焊接的实验过程,提高油菜播种机悬挂架的制造质量和使用性能,减少油菜播种机悬挂架因焊接引起的破坏性事故,本文运用Simufact-Welding软件对油菜播种机的悬挂架进行焊接仿真,分析了悬挂架在焊接过程中的温度、变形、应力。仿真结果表明:焊接过程中焊缝处采样点的温度在1480℃上下浮动,加热最高温度过高,将使晶粒粗大,造成晶粒脆化,易于形成较大的焊接应力或变形,因此,要合理地控制线能量;在实际焊接时应增加附加刚性拉杆来减小左右拉杆之间的变形量。通过t8/5时间的理论值和实际焊接变形验证了仿真结果,仿真结果和实际基本吻合。     

基于土工膜焊接机的气囊式反射被焊接工艺研究

针对气囊式反射被在拼接时存在的问题,利用土工膜焊接机对其进行拼接,研究了焊接工艺和不同环境对焊缝的力学性能的影响。结果表明:气囊式反射被可以利用土工膜焊接机进行拼接,且焊接工艺易于操作,效果可靠。焊缝的拉伸强度和剥离强度均达到保温被母材强度。当焊接温度为200℃,焊接速度约为2.0m/min时,焊接效果最佳,同时焊缝与母材均具有良好的水解稳定性。     

单向微波加热木材内温度模型的热源反演数值方法

通过一类非齐次热传导方程确定热源的反问题,解决了微波处理中木材内温度分布模型的热源反演问题。首先通过中心差分离散,采用步进格式得到求解网格节点温度的迭代方程,然后通过建立牛顿迭代格式求出迭代增量,最后反演计算出热源值。运用此方法求解了微波处理中木材内温度分布模型的热源,数值模拟结果表明该方法是有效的。     

抚顺地区地面气温与850 hPa温差分析

利用抚顺市章党气象站2007—2011年的逐日最高气温和最低气温观测资料、同期逐日8:00和20:00 EC 850 h Pa温度和相对湿度(包括700 h Pa相对湿度)分析场资料以及850 h Pa垂直速度和温度平流场格点资料,根据温度变化方程分析垂直速度、温度平流和相对湿度对最低和最高气温与850 h Pa温度差的影响。结果表明,日最低和最高气温与850 h Pa温度差、850 h Pa垂直速度和温度平流三者的极值不同时出现,即最大的温度差绝对值伴随着较小的垂直速度和较小的温度平流,最强垂直运动伴随着较小的温度差绝对值和较弱的温度平流,最强温度平流伴随着较小的温度差绝对值和较弱的垂直运动。日间的最强暖平流和上升运动大于夜间的最强暖平流和上升运动;夜间的最强冷平流和下沉运动大于日间的最强冷平流和下沉运动。温度差、垂直速度和温度平流极值所伴随的日间降水次数和降水量均大于夜间。     

单针电极高压静电场下蒸馏水蒸发作用范围的研究

探讨了单针电极与平板接地电极形成的高压静电场对蒸馏水蒸发的作用范围。结果表明,蒸馏水的蒸发速度与以针尖正下方水面为圆心的半径呈二次曲线关系。     

光温耦合调控对蝗虫趋光增益效应的试验研究

利用LED光源、温控加热装置和行为反应试验装置,采用对比试验法进行蝗虫趋光增益性热源温度的优选,探讨光温耦合效应与环境温度作用对蝗虫趋光增益行为影响的机理。结果显示：热源温度、光谱色光照、环境温度及蝗虫昼行夜伏性活动规律影响夜间蝗虫对光温耦合效应的选择,热源温度于蝗虫的趋光响应具有增益效应,其中以65℃热源温度于蝗虫的趋光增益作用最佳;同一时间段内,蝗虫对紫光与65℃热源温度耦合效应的选择最优;热源温度对蝗虫的光温诱导起增益群集作用,光谱色光照对蝗虫诱导起主要作用。     

一种海上气井排水采气工艺固体泡排剂溶解特性分析新方法

针对气井产水积液问题,海上气田采用固体泡排采气工艺技术。但该工艺技术在固体泡排剂在井筒中的溶解时间、固体泡排剂半径等工艺参数选取上仍以经验为主,无相关技术理论支撑。为此引入基于Fick的扩散定律建立球形固体泡排溶解特性释放模型。该模型可用于计算井筒中球形固体泡排剂释放速度和累计质量释放百分比。对影响球形固体泡排剂溶解特性的因素进行敏感性分析,结果表明:泡沫剂释放速度与有效扩散系数和固体泡排剂半径有关。在实际球形固体泡排排水采气过程中,可以通过上述影响因素分析对加注时间间隔、加注固体泡排剂的半径进行预测,并为球形固体泡排剂溶解特性分析提供理论支持。     

甜瓜“金满地”开花坐果期间气象因子对坐果率的影响

本文通过对比分析甜瓜"金满地"开花坐果期间的气象因子与其坐果率的关系,结果表明,在甜瓜"金满地"开花坐果期间,日最高温度对坐果率影响最大,当日最高温度达到39℃以上时,甜瓜已基本无法正常坐果。     

油菜茎基溃疡病菌与黑胫病菌菌丝的生长动态

比较了油菜茎基溃疡病菌(Leptosphaeria maculans)和油菜黑胫病菌(L.biglobosa)在不同培养温度和2种培养基上的菌丝生长动态。结果表明,在PDA和V8培养基平板上都生长良好,油菜茎基溃疡病菌培养温度在28℃时,油菜黑胫病菌培养温度在25℃或28℃时,在PDA平板上菌丝生长最好;油菜黑胫病菌与油菜茎基溃疡病菌菌落生长速度相比,在最适培养温度(25℃或28℃)和相同的培养时间(21 d)内,二者在PDA平板上的菌落生长速度分别为5~7 mm/d和2.0 mm/d,前者的菌落直径约90 mm,是后者的2倍。因此,在温度为25℃或28℃的条件下,PDA培养基最适合这2种病菌的生长。