双金属复合板爆炸焊接窗口研究

对双金属复合板爆炸焊接窗口进行了研究,对现有的流动限、声速限、下限和上限计算方法进行了总结与修正.采用VC + + 6.0开发出了爆炸焊接窗口计算程序,绘制了钛-钢复合板的爆炸焊接窗口.结果表明,双金属爆炸焊接窗口的计算方法是准确的,爆炸焊接窗口计算程序能够直观、准确、迅速地绘制出流动限、声速限、下限和上限曲线,为工程中确定爆炸焊接动态参数提供了方便.     

双金属爆炸焊接窗口计算机仿真

文章根据爆炸焊接窗口理论及实验分析，开发了“爆炸焊接窗口仿真系统(EWW1.0)”，通过该系统可以实现各种双金属爆炸焊接窗口曲线的计算机仿真．在双金属爆炸焊接实际工程中，应用该软件对于确定合理的工艺参数具有很好地指导意义．     

激光焊接温度场解析计算

提出了一种激光焊接温度场的解析计算方法,将激光作用下形成的小孔区域作为均匀吸收介质,导出介质热源的功率分布三维解析式,以及由该热源引起的无限大薄板的温度场分布解析式。计算和实验验证该解析式的正确性,理论计算和实验结果符合较好,当小孔深度为零时,介质热源即为表面热源,所得到的解析式与其它热传导焊理论解析式一致。     

复合轧辊的爆炸焊接技术研制

为了提高传统轧辊的质量和使用寿命,该文应用爆炸焊接技术研制开发出双金属复合轧辊,在轧辊基体上爆炸复合强度和耐磨性都较高的金属圆管,生产出一种新型爆炸焊接复合轧辊。经轧制生产线实际检验,发现与传统轧辊相比,该爆炸焊接复合轧辊的工作性能更具优势。     

由激光辐照固体表面引起的非Fourier三维传热问题的解析解

针对激光束瞬间加热物体表面时,材料表面附近温度场变化的问题,建立了基于非傅里叶热传导理论的三维热传导数学模型. 考虑了激光束的聚焦特征,即热量或高温主要集中在光束中心附近的局部区域,且沿材料表面切向呈非均匀分布. 利用积分变换技巧,得到了问题Laplace逆变换的解析形式,从而给出了新的温度场解析解,并据此分析了传热过程中固体内部的温度场演化规律及特征. 数值计算结果显示,该问题的温度场呈现出明显的非傅里叶传热特征,与经典的热传导的扩散形式不同,它是以波的形式进行传热的.      

爆炸焊接压力焊机理研究

实验表明，爆炸焊接界面虽然具有熔化、扩散和压力的特征，但不能用熔焊和扩散焊机理来解释爆炸焊接界面的成因。通过实验和理论研究，提出并证实了爆炸焊接是一种特殊的压力焊。为了获得没有熔化的微小波状的良好界面，爆炸焊接装药参数应取焊接窗口的下限。     

搅拌摩擦焊接过程温度场动态仿真

推导了一种简易直观的搅拌摩擦焊接热源模型,并将模型应用于焊接过程温度场动态仿真,得到了焊接过程中不同时刻和位置处的热循环曲线,确立了温度场在时间和空间上的分布规律,并研究了不同焊接工艺参数时的温度场.结果表明:焊接最高温度为496.5℃,低于铝合金的熔点;沿焊缝不同位置处的温度值依次从初始温度迅速升高到最高温度500℃左右,然后又缓慢回复到初始温度附近;离焊缝越近,温度升高得越剧烈,最高温度越高;焊接工艺参数对搅拌摩擦焊接过程温度场影响显著.     

掘进巷道瓦斯爆炸动态数学模型及数值分析

根据爆炸力学、爆炸动力学和热力学理论,建立了瓦斯爆炸流场三维动态数学模型.通过实验和理论分析,研究了动态模型边界条件的确定方法,并采用TVD格式数值方法对三维数学模型进行了数值解析.数值分析结果表明,当燃烧区压力大到趋于爆轰状态时,爆炸及其影响区域障碍物附近的压力上升显著,速度场发生显著变化,燃烧区及非燃烧区均有障碍物的激励效应存在.     

爆炸复合参数的计算机辅助设计

爆炸复合是一个复杂的物理化学过程，其最佳工艺参数必须由试验确定，为了指导试验参数的选择，可根据理论放半经验公式，确定出工艺参数的范围，即爆炸复合焊接性窗口，该文依据确定爆炸复合焊接性窗口的方法，编制了计算机辅助设计程序，计算并绘制了钽－钢爆炸复合的焊接性窗口。     

圆筒形件拉深工艺的有效压边力研究

采用高阶厚向异性屈服准则及经典塑性理论,推导出圆筒形件拉深过程中的应力应变计算公式,获得了避免拉深破裂的上限压边力解析表达式.运用能量法研究了突缘产生起皱的能量变化情况,推导出抑制突缘起皱的下限压边力解析表达式.在上限压边力和下限压边力解析表达式的基础上,给出圆筒形件拉深工艺成功的有效压边力区间,并通过试验对理论计算结果进行了验证.理论计算和试验结果均表明:在拉深过程中,若压边力小于下限压边力,则拉深件起皱;若压边力大于上限压边力,则拉深件破裂;若压边力位于下限压边力和上限压边力之间,则拉深件能顺利成形.     

无限大板焊接温度场解析解的实例分析

根据数形结合的思想,实例分析了移动线热源作用下的无限大板焊接温度场解析解,准确绘制了无限大板温度场的三维分布图形和二维分布的温度曲线和等温线.结果发现:沿x方向变化的温度曲线均先升高再降低,并且降低速度显著快于上升速度,温度最高点的位置随着y值的增大缓慢向左移动.沿y方向变化的温度曲线均关于直线y=0 mm左右对称,当y=0 mm时具有最大值.单个等温线类似椭圆状,温度场上下对称,前端线条密集,温度梯度大,后端线条稀疏,温度梯度小.同时计算了实例情况下焊接熔池的表面形状和尺寸,熔池类似椭圆状,长30.16 mm,宽22.13 mm.     

高承载能力减速器温度场的计算

采用传热学和机械学理论分析高承载能力减速器内部热源的种类和传热途径，建立了稳态传热学模型，提出了用复合平壁导热及有限元方法计算减速器三维温度场发布和散热系数。该方法计算结果符合实验结果，为高承载能力减速器散热条件改善和冷却装置设计提供了依据。     

埋深对井巷温度场分布影响的研究

为解决深部开采带来的热害问题,基于地质学和热力学理论,建立了热害矿井巷道温度场的数学模型,并对其进行了数值模拟分析,初步研究了巷道内部温度场随埋深的变化规律。计算结果表明,巷道温度场对埋深敏感,温度场的变化符合由快到慢的变化规律,温度随埋深的增加而呈阶段性递增,这对于矿井热害的综合治理具有重要意义。     

薄壁件高速铣削温度场研究

应用移动热源理论建立了高速铣削薄壁件温度场的数学模型,研究了求解薄壁件温度场的解析解和数值解,给出了薄壁件高速铣削温度场的计算结果.得出了在高速铣削时存在二次效应现象;进给速度越快,温度上升的梯度和下降的梯度也越大.为薄壁件高速铣削温度场的研究和控制薄壁件高速铣削热变形奠定了理论基础.     

实验法求解汽车鼓式制动器对流换热系数

在传热学理论基础上，结合汽车鼓式制动器的结构和工作原理，建立了鼓式制动器热平衡关系式，分析了影响对流换热系数的主要因素。依据对流换热过程的3个相似准则，进行鼓式制动器恒定制动力持续制动实验，测试不同车轮转速条件下的温升过程，并利用最小二乘法拟合曲线，得到汽车鼓式制动器对流换热系数的求解公式。结果表明：实验法求解鼓式制动器的对流换热系数是可行的，运用量纲分析法和相似理论指导实验，能够有效简化实验程序，减少实验工作量。     

焊剂片约束电弧焊T形接头温度场有限元模拟

为了研究构成I型金属三明治板的基本焊接单元T形接头在焊剂片约束电弧焊(flux bands constrained arc,FBCA)作用下的温度场分布规律,以非线性有限元软件ABAQUS为平台,开发了适用于FBCA焊接T形接头温度场计算的有限元方法.对比了计算结果与测量结果的同时,研究了面板与芯板各自路径上的热量分布情况.结果表明:FBCA焊T形接头面板部位温度场沿焊缝中心呈对称分布,接头热量主要集中作用于面板处.采用复合热源模型计算所得特征点热循环曲线分布规律与实际红外热像仪测量结果重合度较高,计算所得焊缝截面温度分布形貌和热影响区宽度与实际接头形貌相吻合,有效验证了复合热源模型计算FBCA焊接T形接头温度场的准确性.     

水化热引起的大体积混凝土墙温度分析

根据已提出的考虑混凝土化学反应速度的热传导方程新理论，分析了水化热引起的大体积混凝土墙的温度场，给出了该问题非线性热传导方程的解析迭代公式，研究中，绝热温升采用了基于Arrhenius理论的有效时间的函数，从而导致求解非线性热传导方程，从计算结果得出如下结论：（a)浇筑温度对大体积混凝土墙的最高温升有显著影响，浇筑温度越高，混凝土墙的内外最大温差越大；（b)由于混凝土的导热系数低，墙中心的温度高于其表面温度，这将导致混凝土墙横断面上不同位置在不同时刻具有不同的水化热化学反应速率；（c）水化热化学反应速率随温度升高而加快，从而使混凝土硬化速度加快，初凝和最终凝固时间缩短，因此，在炎热气候条件下宜采用低热水泥。     

微重力条件下管肋式空间辐射器的传热分析

建立了航天器上常用的管肋式空间辐射器在微重力条件下的导热、对流和辐射相互耦合的复杂传热过程的数学模型，并考虑了管壁与肋片表面之间相互辐射的影响。整个模型的求解采用迭代法，管内流体的速度场和温度场的求解用ＳＩＭＰＬＥ算法，分别计算了肋片上的温度分布、管壁与肋片上的热流分布与管内对流换热的平均Ｎｕ数，得出了进行管肋式空间辐射器优化设计所必需的重要参数，同时还研究了重力场对辐射器传热的影响，对在地面上进行空间辐射器的模拟实验研究具有重要意义。     

组合热源模型下焊剂片约束电弧焊温度场预测

通过反演法将高斯面热源与柱型体热源耦合构建成组合热源,再运用软件ABAQUS对焊剂片约束电弧焊高强钢T形接头在此组合热源作用下形成的温度场进行数值模拟.模拟过程中着重考虑了夹具与工件之间的接触传热.通过将模拟结果与实验结果对比,发现模拟与实验所得焊缝形貌、以及各测试点焊接热循环曲线基本吻合,从而验证了有限元分析中使用该组合热源模型预测焊剂片约束电弧焊温度场的可行性和有效性.对T形接头温度场分布研究发现,模拟的T形接头的面板和芯板在厚度方向温度分布均匀.对热循环曲线的分析中发现,夹具在工件冷却阶段的作用明显,为此对焊接热影响区范围进行数值预测,预测结果与实验结果吻合.