焊接过程的耦合三维热弹塑性有限元分析

分析了焊接过程和热力耦合的特点，提出一种新型耦合热弹塑性变分原理，考虑了大变形的影响，采用了移动热源，并分析了弹塑性加载及卸载的特性，然后在此基础上建立了一套有限元格式，最后还给出了求解的实际应用例子     

热障涂层热不匹配残余应力的分析研究

广泛应用于高温部件的热障涂层,在热载荷作用下各层间所集聚的残余应力是导致其层裂和失效的重要原因。针对热障涂层由于热不匹配产生的残余应力,建立了相应的平面应变模型,研究了温度与涂层厚度对界面残余应力和陶瓷层内最大残余应力分布的影响。结果表明,陶瓷层内的残余应力主要表现为横向压缩应力,且最大值位于距陶瓷层表面1/3厚度处;界面残余应力相对较小,但在自由边界处有应力集中现象;随着温度的升高应力值在增大,陶瓷层厚度增加会改变结构厚度方向上的应力分布,且厚度增加使陶瓷层内残余应力值和界面残余应力值减小。     

金刚石薄膜热沉制备的研究

1967年Dyment等人利用Ⅱα型天然金刚石制备出了用于GaAs半导体激光二极管散热用的金刚石热沉,并用该热沉首次实现了这一激光二极管的室温连续工作。但是由于受到制备成本的限制,利用天然及高压合成金刚石制备的热沉一直没有得到推广应用。 本文用灯丝热解CVD方法,合成了厚度为100μm的金刚石多晶薄膜,通过真空蒸发     

翅片间距对热沉散热功率的影响研究

通过数值模拟手段,对水平放置的热沉在自然对流条件下的散热状况进行了研究．研究发现在热沉的宽度不变的条件下,减少翅片间距（相当于增加热沉上的翅片数目）并不能增加热沉的对流散热功率．通过对比对热沉的数值模拟结果并结合理论分析可知,在水平放置的直翅片热沉中,在翅片间存在一个空气停滞区,该区域内空气几乎不流动,这个特点影响了热沉自然对流散热性能的发挥．随着翅片间距的缩小这个区域面积增加．翅片间距有一最佳数值,在该最佳间距下热沉散热功率最大;翅片间距超过最佳值时,将因减少翅片面积而降低热沉散热功率;翅片间距低于最佳值时,将因减小有效散热面积而降低热沉散热功率．     

CBGA组件热变形的2D-Plane 42模型有限元分析

本文介绍有限元中的 2D Plane4 2模型在CBGA组件热变形中的应用 ,利用有限元的模拟CBGA组件的应变、应力的分布 ,通过模拟表明有限元法是研究微电子封装中BGA焊点、CBGA组件的可靠性的方法     

热模拟法研究消除应力裂纹

采用模拟焊接热影响区粗晶区应力释放的试验方法,研究ＣＦ－６２钢在焊后热处理过程中的消除应力裂纹敏感性及其形成机理,结果表明：ＣＦ－６２钢焊接热影响区粗晶区具有消除应力裂纹敏感性,并随焊后热处理加热温度的升高而增大,消除应力裂纹敏感性取决于焊后热处理过程中材料所承受的塑性变形量和其进行塑性变形,蠕变变形的能力,粗大晶粒和高残余拉伸应力的存在是产生消除应力裂纹的必要条件。     

数控转台蜗轮转动元动作的热变形有限元分析

为研究数控转台传动系统元动作的热误差建模方法,首先介绍了元动作理论以及有限元数值模拟的温度场模型假设及边界条件,并分析了温度场仿真所需的摩擦机理及参数计算方法 .采用ANSYS仿真分析从稳态和瞬态两个方面对转动元动作进行数值模拟,并给出其中关键元动作的温升曲线,分析了元动作瞬态、稳态及热-结构耦合温度场和变形场,得到元动作温度分布云图、温升量及热变形量.通过热变形理论计算和热变形有限元分析,得到考虑动作件热变形的传动系统元动作热误差模型.     

残余压应力对低合金高强钢热预应力增韧效应的影响

通过对三点弯曲预制裂纹试样在室温下 (2 0℃ )预加载 -卸载 -冷却至 - 1 96℃或 - 1 30℃下断裂 (LUCF) ,以及加载 -冷却至 - 1 96℃或 - 1 30℃下卸载 -断裂 (LCUF)的预应力循环试验 ,测定了其宏微观力学参数并计算了裂纹尖端应力、应变和三向应力度的分布 ,模拟了在相同裂纹钝化半径下没有残余压应力的直接冷却断裂行为 (CF)与有残余压应力的 WPS循环 (LUCF)的断裂行为并进行比较 ,研究了残余压应力对低合金高强钢预裂纹试样 WPS增韧效应的影响 .结果表明 :残余压应力对低温断裂韧性的提高在不同的终断温度下的作用不同 ,- 1 96℃下断裂时有增韧作用 ,其作用是抵消了一部分低温断裂再加载时的正应力 .同时 ,残余压应力通过减缓三向应力度随外载增加而增加的速度对 - 1 96℃断裂时的增韧起作用 .- 1 30℃下残余压应力作用不明显 ,并且对低温断裂时裂纹的钝化有拘束作用 .     

轴类零件在磨削加工中温度影响的研究

机械加工时所产生的切削热,使得工件发生热变形,从而影响工件的表面质量和尺寸精度。热变形的大小与加工方式、零件形状、材料以及应力等多种因素有关。文章主要通过对简单形体(半径为r0、长度为L的实心长轴)非均匀温度场、表面残余应力以及由此产生的热变形进行研究,了解非均匀温度场的热变形规律,并通过举例计算和实验分析,应用于磨削加工中,有利于提高磨削加工的效率和加工精度,这对于精密加工有着重要的意义。     

对称阵列斜翅热沉自然对流数值研究

针对LED散热冷却问题,研究了一种自然对流条件下竖直放置对称阵列斜翅热沉的换热性能,分析了翅片高度、纵向间距对换热性能的影响,讨论了对称阵列斜翅热沉换热特点。结果表明:努塞尔数随瑞利数增加而线性增大;当热沉翅片高度大于40 mm时,努塞尔数达到最大值;随后努塞尔数随翅片高度增加不再明显变化。翅片纵向间距从25 mm到15 mm,其间距愈短,努塞尔数下降的愈快;从四列热沉到八列热沉,基板温度场自下而上分层现象愈来愈明显,高温区域集中在基板上部两角位置。相对四列热沉和八列热沉,六列热沉瑞利数随努塞尔数变化的拟合曲线斜率要比四列热沉高约5%,其具有更少的高温区域,有效地改善换热性能。     

氧化铝陶瓷注浆凝胶成型

利用有机单体具有聚合的能力，在氧化铝料浆中加入丙烯酰胺有机单体，使其吸附于氧化铝颗粒的表面，通过在注浆成型中引发剂的作用而发生聚合反应，得到可机械加工的高强度、高均匀性地坯体。     

氧化铝多孔陶瓷凝胶注模成型研究

以TH-903为分散剂,刚玉粉体为基体材料,以碳粉为造孔剂,采用凝胶注模成型方法制备了多孔氧化铝陶瓷.研究了分散剂、球磨时间和固相含量对浆料粘度的影响以及造孔剂含量对多孔陶瓷性能的影响.结果表明:加入质量分数为2.5%的分散剂可制得低粘度、高固相含量的陶瓷浆料.成型后的坯体经1360℃烧结1h,可获得孔径分布均匀、高显气孔率及强度较高的产品.     

烧结工艺对透明氧化铝陶瓷性能的影响

以Isobam600AF为分散剂,Isobam104为胶黏剂,采用注凝成型工艺和真空无压烧结技术,通过改进两步烧结法制备了透明氧化铝陶瓷,探究了不同烧结温度和保温时间对氧化铝陶瓷晶粒尺寸、致密度、光学性能和力学性能的影响.结果表明:该烧结工艺可有效控制晶粒尺寸长大和提高相对密度,进而提高其光学性能和力学性能.在烧结过程中,当温度升高到一定范围时,致密化过程开始,且致密化速率随着温度的升高和保温时间的延长先增加后降低,在两步烧结1 400 ℃保温3 h时致密化速率达到最快.因此,坯体的致密化过程是非线性的,且具有一个最高致密化速率温度和保温时间点.     

红柱石加入量对氧化铝陶瓷性能的影响

为提高氧化铝陶瓷的力学性能和抗热震性,进行陶瓷型芯前期研究,在其中掺入不同量的红柱石粉,研究其体积密度、烧成收缩率、抗折强度和抗热震性及微观结构的变化情况.结果显示:1)红柱石加入质量分数为0～30％时,可有效促进烧结并形成莫来石网络,提高氧化铝陶瓷的抗折强度.2)红柱石的加入可以调整热膨胀适配、提高导热率、提高强度和形成稳定的莫来石网络,从而提高氧化铝陶瓷的抗热震性.3)红柱石加入质量分数为25％时,试样具有较好的力学性能和抗热震性.     

高速芯片模块热管散热器的数值传热分析

利用大型FEM软件ANSYS对某高速芯片模块的热管散热器进行仿真热分析，得出了相应的温度场分布图和热流密度分布图。结果表明：热管散热器能有效地降低高速芯片模块在使用时的温度，增加系统的可靠性，是高速芯片模块散热系统的一种新方法。     

散热片对钢锭凝固过程影响数学模拟

钢锭在冷却过程中会出现疏松、缩孔和偏析等缺陷。本文提出在钢锭模上加散热片来加快钢锭的凝固,分析加不同形状的散热片后钢锭凝固过程中的温度场变化、全凝时间、缩孔情况的影响。研究表明:加散热片后钢锭凝固时间缩短了60 s,而且水平布置的散热片与竖直布置的散热片相比凝固速率加快了16%,加锥形数值散热片后,缩孔的体积最小为247.3 cm3。     

Nb2O5对氧化铝陶瓷烧结性能和显微结构的影响

以Nb2O5为烧结助剂,通过无压烧结制备氧化铝陶瓷.研究了Nb2O5对氧化铝陶瓷的致密化和显微结构的影响.结果表明,少量的Nb2O5对氧化铝陶瓷的致密化具有明显的促进作用,当Nb2O5的添加量为1%时,可使氧化铝陶瓷在1 500℃获得致密.显微结构上,Nb2O5对氧化铝的晶粒生长也具有显著的促进作用.Nb2O5对致密化和晶粒生长的促进作用主要是通过它在氧化铝晶粒中的固溶来实现的.力学性能测试表明:加入Nb2O5后能够在不影响力学性能的前提下降低烧结温度.     

CPU集成热管散热器试验研究及CFD辅助设计

为满足未来大功率台式电脑CPU的冷却要求,将平板热管和常规热管散热器结合提出了集成热管散热器的新概念;并用CFD数值模拟来代替试验研究,验证了用STAR-CD软件进行数值模拟的可靠性和可行性,并用数值模拟方法对散热翅片厚度、间距以及气流速度对集成热管散热器的流动与传热特性影响进行了研究.针对未来CPU冷却要求和散热器的设计要求,设计了新结构的集成热管散热器.并进行了试验测试.测试结果表明在气流速度为2.75 m/s下,新结构的集成热管散热器的热阻在0.1～0.2℃/W,在200 W时模拟CPU的表面温度仅为53℃,完全满足了对CPU的冷却要求.     

多边形汇水箱阻力系数的研究

减少汇水箱的阻力系数可以提高泵站装置效率,文章采用相似原理设计泵站多边形汇水箱水力模型,并对多边形汇水箱的不同流态进行了模型试验.根据π定理和回归分析,对不同系列组合下的试验数据进行了计算,讨论了多边形汇水箱阻力系数的影响因素,建立了多边形汇水箱阻力系数的数学模型,为泵站优化设计、改建、扩建进行了有益的探索.     

功率器件金刚石薄膜用热沉的传热模型及模拟

目的 对金刚石薄膜在改善电力电子器件热特性的应用进行初步的探索.方法 将金刚石薄膜用于电力电子器件(横向二极管)的热沉,建立横向二极管的导热模型,采用Microso:ft VisualBasie 6.0程序设计语言对导热模型进行计算机模拟仿真.结果 当金刚石薄膜的厚度达到约50μm以上时,所获得的散热效果较显著,但并不是随着金刚石薄膜厚度的增加,器件的温度随之线性降低,当h>100 pan以后,温度降低变缓.结论 金刚石薄膜作为电力电子器件的导热层能明显地降低器件的温升.