焊接热循环计算机软件的研制和应用

成功研制出焊接热循环计算机软件.该软件以实测和经典的数学模型为基础,应用LabVIEW7.1进行编程;运用合适的编程策略,方便、快捷地绘制焊接热循环曲线,进而定量地反映与描述影响各热循环参数的主要因素及其相互关系.软件共包含7种焊接方法,每种焊接方法都以相应的数学模型为基础,各种数学模型依据自身特点应用于各个领域.该软件最多支持10道次焊接热循环模拟,操作界面简单易行.该软件凭借其稳定性、可靠性、快捷方便性,应用于国产MMS-200热力模拟实验机.     

焊接热循环和拘束应变对HAZ疲劳特性的影响

采用焊接热模拟技术研究了焊接热循环和拘束应变对ＥＨ３６ＭＯＤ钢热影响区（ＨＡＺ）粗晶区疲劳特性的影响，结果表明，试验材料焊接粗晶区呈现Ｍａｓｉｎｇ特性，所建立的滞回能计算公式的计算值与试验吻合得较好，在０．５％的恒应变幅低周疲劳试验中，试验材料中在２种热循环和不同拘束应变下，均呈现出较微弱的循环软化现象，焊接拘束应变，有提高ｔ８／５＝６ｓ时粗晶区的低周疲劳寿命，但却使ｔ８／５＝５０ｓ时的低周疲劳寿     

焊缝熔合区焊接热循环模拟计算公式的研究

通过对埋弧焊及活性气体保护焊在不同规范、不同板厚、不同坡口形状及不同预热温度下的焊缝熔合区不同位置热循环的测定,了解和探讨了诸因素对焊接热循环及T_(8/5)r的影响规律。在此基础上,对传统的Rosenthal有限板厚点热源准稳定温度场解析式进行了修正,提出了热源位置应与焊缝横断面最高温度相对应、计算的反射级数应为1左右等新的看法,并确定了适用于低碳低合金钢计算的导温系数,同时解决了不同预热温度、不同坡口形状下的热循环计算。经过修正,计算的热循环曲线与实测曲线吻合较好。     

焊接热循环非线性温度场分析及热模拟研究

为了更好地研究材料的损伤行为,对焊接接头温度场进行了非线性分析和模拟。利用有限元方法,对焊接接头的非线性热传导问题进行分析,得到了焊接热循环曲线。非线性数值分析表明,焊接保温时间缩短,温度场梯度增大,焊接热循环过程温度变化剧烈,在金属相变温度附近采用经典线性方法其结果偏差较大,因此必须考虑材料热传导参数的非线性特征。由于焊接热模拟试样的组织均匀度大,因此可以考虑使用焊接热模拟试样代替实际焊接接头进行材料的力学性能研究。焊接热模拟实验和实际焊接过程的金相分析表明,所提出的非线性有限元分析方法,对焊接热循环过程时间和空间分布的描述是可靠的。     

焊接热循环参数对大线能量焊接用钢EH40热影响区组织和性能的影响

利用热模拟技术及光学显微镜、透射电镜研究了焊接热循环参数对大线能量焊接用船板钢热影响区组织和性能的影响.发现模拟焊接热影响区组织主要由粒状贝氏体、铁素体和珠光体组成,且随着峰值温度和冷却时间的变化,热影响区的组织发生较大的变化;热影响区的冲击韧性总体水平较高,均在200 J以上,冲击韧性并不随着峰值温度和冷却时间的增加而单调变化;热影响区M-A岛的数量、尺寸、分布和形态影响热影响区的韧性.     

一种用红外热成像仪测定焊接热循环的新方法

由于焊接热循环曲线包含了焊接过程中许多有用信息,如何准确而方便地测定焊接热循环曲线变得尤为重要.为此,采用一种测定焊接热循环的新方法,使用红外热成像仪记录焊接过程,借助其配套的后处理软件,可以方便地测出焊缝和热影响区任意位置处的焊接热循环曲线.测得的热循环曲线与后续 ANSYS 模拟焊接过程所得热循环曲线吻合很好.相对于其他方法,通过红外热成像仪测定焊接热循环的方法更为方便,测温精度更高,实时性更强.     

热轧双相钢焊接性能研究

本文采用热模拟技术,对热轧双相钢的二氧化碳气体保护焊焊接性能进行了研究。结果发现,热轧双相钢焊接热影响区在热循环峰值温度为600℃左右处发生软化,其原因与马氏体高温回火使内应力释放及铁素体软化有关,但其抗拉强度仍大于600 MPa,本文初步证明了热轧双相钢CO_2气体保护焊的可行性。     

相变扩散焊接中热循环的作用

研究了相变扩散焊接中热循环对焊接强度的影响。通过对热循环温度、冷却速度、热循环次数对合金元素扩散行为和焊口组织影响的分析,确定了热循环参数的选择原则。     

焊接热循环对P460NL1高强正火容器钢微观组织及低温冲击韧性的影响

采用焊接热模拟技术,结合OM、SEM、TEM及-40℃低温冲击韧性实验,研究了焊接热循环(不同峰值温度和t_(8/5)参数)对P460NL1高强正火容器钢热影响区组织和低温韧性的影响,重点分析了不同焊接热循环中强化相V(C,N)粒子的演变。结果显示,当t_(8/5)同为45 s时,P460NL1钢模拟热影响区的低温冲击韧性随峰值温度的升高大致呈降低趋势,且温度超过1200℃后冲击韧性急剧降低。峰值温度为1350、1200℃且t_(8/5)在15～100 s范围时,模拟的是P460NL1钢焊接热影响区粗晶区,组织主要为铁素体和贝氏体混合组织,此条件下P460NL1钢的低温冲击韧性较低且基本不随t_(8/5)的变化而变化;t_(8/5)为45 s时,峰值温度1100、950℃对应的是焊接热影响区细晶区,此时组织为铁素体+贝氏体+珠光体混合组织,峰值温度870℃模拟的是两相区,主要为铁素体和珠光体组织。利用Thermal-Calc软件计算得到P460NL1钢中V(C,N)溶解温度为1160℃,故当峰值温度超过1200℃时,V(C,N)粒子完全溶解且未再析出,基体中存在的游离N会降低P460NL1钢的低温冲击韧性,且当峰值温度为1350℃时,随着t_(8/5)增加,晶粒尺寸逐渐增大,但冲击韧性却没有因此而降低,表明游离氮是热影响区粗晶区冲击韧性的关键因素。     

焊接接头微观组织演化的可视化模拟

本文主要针对焊接接头微观组织演化建模及其可视化方法进行研究。采用元胞自动机模型,通过对焊接接头的微观组织晶粒生长进行模拟来分析和研究微观组织的形态学和动力学特征;通过微观组织图像人工生成技术,直观、精确地展现出微观组织演化的可视化效果。实验结果表明,经过回归分析得到的晶粒生长指数同主流的Burke经验公式相符,使用元胞自动机算法对微观组织演化进行的可视化模拟得到了令人满意的效果。     

厚规格汽车桥壳用钢的焊接性能

采用金相观察、透射电镜分析和焊接热模拟技术,研究了含Ｎｂ,ＮｂＴｉ,ＮｂＴｉＢ的微合金控轧控冷钢的焊接性能、热影响区组织及冷裂纹敏感性,讨论了微合金元素对焊接性能的影响·试验结果表明,厚规格汽车桥壳钢的热影响区没有出现马氏体组织,微合金元素Ｎｂ,Ｔｉ,Ｂ的加入提高了热影响区性能·在ｔｍ＝１３００℃,τ８／５＝３０ｓ时的焊接热模拟组织与实际焊接组织相一致·试钢在冷裂试验中并没有冷裂纹产生,可得出结论:厚规格桥壳钢的焊接性能较好·     

在线仿真实验装置的设计与应用

基于离线仿真实验装置在模拟随机干扰、信号延迟、模型误差等方面存在不足,设计了一种在线仿真实验装置。其硬件采用工控机、研华数据采集卡、传感器等。软件以MATLAB的RTW工具箱为平台,在MATLAB自带的Real-time板卡驱动程序帮助下,使用实时内核技术来保证数据处理的实时性。该装置组合灵活、经济实用,有助于学生设计多种软控制器,大大提高了实验教学的效果,也为其他基于MATLAB的实时数据采集处理提供了一种思路。     

激光焊接传热过程的数值计算

以伴随有小孔效应产生的高能量密度束焊接过程为研究对象,建立了运动热源作用下二维小孔焊接中流体流动及传热过程的数学模型,提出采用位置预置———修正的方法对焊接熔池的固、液相交界面位置进行准确捕捉,并对这一小孔焊接模式进行了较为全面的参数化分析,揭示了材料热物理性能、小孔直径、焊接速度等因素对焊接热过程的影响．     

熔化极氩弧焊焊接工艺研究

通过304不锈钢熔化极氩弧焊的工艺试验来研究不同的焊接参数对焊缝成形的影响,确定焊接奥氏体不锈钢中厚板时的合理焊接工艺参数.     

计算机模拟生产在线调试方法的研究

以热轧带钢厂在线模拟轧钢调试为例，介绍用计算机构成模拟轧钢控制器的两种方法，通过该控制器实现模拟在线轧钢生产，为生产线的全线调试创造了有利条件，此外对这两种方法的优劣进行比较，并给出详细的时序计算方法。文中所述的方法对于其它类型生产线的在线模拟生产．调试也具有可借鉴之处。     

管壳式换热器壳侧湍流流动的数值模拟及实验研究

采用全三维、交错网格、全隐格式的计算方法对管壳式换热器壳侧的流动进行了数值模拟。基于各向异性多孔介质与分布阻力的概念，采用修正的κ-ε模型和壁面函数法，着重分析了管壳式换热器壳侧的湍流流动特性。数值模拟结果和冷态实验数据的对比表明：换热器壳侧的压力分布及压降的实验数据和计算结果符合良好，计算值与实验值之间的最大偏差为20％左右。采用各向异性多孔介质模型比现有文献中采用的各向同性多孔介质模型更能有效地模拟管壳式换热器壳侧的流动特性。     

焊补过程温度场的有限元法计算机模拟

开发了一种用于温度场模拟的有限元微机软件 ,实测结果证实了软件模拟的准确性。运用该软件的模拟结果分析了铸件溶解扩散焊的热影响区硬度升高的原因并给出了解决该问题的途径。     

Mathematical Model of Heat Treatment and Its Computer Simulation

1Introduction　Heattreatmentistheprincipleprocessusedtoimprovetheloadingcapacity ,durabilityandreliabilityoftheproducts.However,becausethecomplicatedphenomenahappeneddu ringheattreatmentarequitedifficulttobeobservedandmea sureddirectly ,thequalityofthetreatedworkpiecesisoftenhardtobeensured ;orbecausethefulllatentcapacityofthematerialsisnotutilized ,thevolume ,massandetc .oftheworkpieceshavetobeincreased .Therefore,heattreatmenthasbecomeabottlenecktolimitthelevelofthemanufactu ring .　Withthea…