基于ABAQUS的金属切削数值模拟分析

采用ABAQUS有限元软件对切削过程进行了2D和3D数值模拟,分析了切削深度、切削速度等切削工艺参数和刀具前角、刃倾角等刀具几何参数对切削过程的影响;分析过程中考虑切削产生的热量对切削变形的影响,获得了切削应力场、应变场以及温度分布;通过观察和分析切削后表面粗糙度和切屑形状等,为刀具设计和确定工艺参数提供依据。     

齿轮零件淬火过程温度场的数值模拟

采用ANSYS Workbench软件的热分析模块,结合材料在温度变化过程中热物性参数的变化,对外形复杂的45钢齿轮零件淬火过程温度场进行了数值模拟,取得了本零件温度随淬火时间的分布关系,模拟结果与实际过程一致。该方法优于传统的人工测量和经验判断方法,其模拟过程为分析计算淬火过程的热应力和残余应力提供了一定的理论基础。     

基于ANSYS的低压注塑料桶感应加热温度场数值模拟

根据电磁场与温度场有限元数学模型,利用有限元分析软件ANSYS对低压注塑熔胶系统中料桶的感应加热过程进行了数值模拟。给出了数值模拟中电磁场与温度场耦合的一般步骤,并讨论了材料的物理参数随温度变化的处理方法。分析了料桶的感应加热过程,得到了料桶的温度分布情况及温度随时间变化的规律。最后通过实验进行了验证,为温度测量与控制提供一定的依据。     

多硬度淬硬钢铣削加工的三维数值模拟

应用斜角铣削过程中的三维热-力耦合模型,对多硬度拼接淬硬钢铣削加工过程进行数值模拟,得到了铣削过程中的切削力、切削温度,在此基础上分析了切削过程中切削速度、切削深度、刃倾角对切削力变化的影响。切削过程的三维数值模拟为多硬度淬硬钢铣削加工过程的工艺参数选择及刀具几何参数的合理确定提供了参考。     

双椭球热源模型参数对TIG焊接温度场影响规律的研究

针对奥氏体不锈钢0Crl8Ni9的TIG焊接过程,建立了相应的数学模型和物理模型,并基于ANSYS平台进行有限元计算,分析了双椭球热源模型各参数对熔合区、热影响区分布和边界走向以及焊接温度场的影响规律。结果表明,在其他条件一定的情况下,热源宽度参数b主要影响熔合区和热影响区的宽度尺寸,热源深度参数c主要影响熔合区和热影响区的深度尺寸。研究还发现,熔合区的温度场分布和温度峰值对热源模型参数的变化较为敏感。     

准干式深孔钻削中温度场与刀具磨损的仿真研究

在金属钻削过程中,钻削区的钻削温度对刀具的磨损和加工质量影响严重。为了分析在钻削温度场影响下刀具磨损的变化规律,利用Pro/E建立了枪钻的三维模型,设置不同钻削参数,并采用大型商业有限元分析软件DEFORM-3D对钻削过程进行仿真模拟,模拟分析了不同钻削参数下钻头温度变化和温度场的分布,以及钻头磨损情况。通过分析和研究,随着温度的升高,刀具的磨损呈现一定的线性变化。这为合理选择钻削参数和刀具制作工艺提供了重要的指导意义。     

红外热成像技术检测金属切削过程温度场分布

通过采用红外热成像技术检测了切削过程中刀/屑接触面温度分布,试验表明,刀/屑接触面上的最高温度随着切削速度和进给速度的提高而升高,刀具前角大小对切削温度影响较小。证实了红外热成像技术在检测金属切削过程中温度分布的可行性,为选择最佳切削工艺参数提供了可靠的依据。     

金刚石刀具几何参数对已加工表面残余应力的影响

针对微米级切削深度的超精密车削中金刚石刀具几何参数对已加工表面残余应力的影响,采用有限元的方法,建立超精密车削的有限元仿真模型,对硬铝合金的超精密车削过程进行模拟。对车削过程的切削力和切削温度进行分析。采用不同的刀具几何参数进行有限元仿真,得到刀具前角、后角和钝圆半径对已加工表面残余应力的影响和分布规律,为超精密车削中残余应力的控制提供仿真依据。     

一种航空发动机排气段温度受感器设计

本文介绍了一种插入深度可调的温度受感器的设计过程,从安全系数分析和误差分析2方面介绍了温度受感器设计的主要流程。深度可调的设计,能方便地获得更多的测试参数,为发动机研制提供帮助,一定程度上节约了加工成本和时间成本。     

CMP抛光界面温度的理论分析与仿真

介绍了抛光界面的温度对化学机械抛光过程的重要影响。在对温度变化的原因进行分析的基础上,忽略抛光液的流场分布、抛光界面压力分布的均匀性等因素,定性地分析了抛光垫和工件的温度分布情况。并利用红外摄像仪验证了抛光垫表面的温度分布。通过抛光界面的热量流动理论分析,利用ANSYS软件对工件在抛光过程中的温度变化进行仿真计算,得到工件的抛光表面温度随时间的变化曲线,可以根据仿真结果预测工件在不同抛光工艺参数条件下的温度变化情况。     

40Cr钢磨削强化的试验与数值仿真

利用磨削过程中产生大量的磨削热使40Cr钢表层的温度升高,超过奥氏体化的温度,然后快速冷却,使40Cr钢表层发生马氏体相变,达到强化40Cr钢表层的目的。在磨床上对40Cr钢进行磨削试验,观测并分析工件横断面相变层的组织变化、厚度值和硬度变化,以及加工后工件表面的粗糙度。借助有限元分析方法,对工件的温度场进行仿真,得出工件各处的温度变化历程,由马氏体相变条件来获得表层马氏体相变层的厚度值。试验结果表明,40Cr钢的表层发生了马氏体相变,表层的硬度值得到极大提高,表面粗糙度也满足常规磨削的要求。由有限元仿真得出的相变层厚度值和试验结果相吻合。因此利用磨削强化技术替代40Cr钢高频淬火强化工艺是可行的,并且这项技术可以对其他合金钢进行强化。借助有限元方法对工件表层的温度场进行仿真,可以预测相变是否发生和相变层的厚度,优化磨削参数,减少试验研究的次数和成本。     

工件表面层加工硬化深度的数值分析

根据金属塑性变形理论，提出了在低速正交金属切削中工件表面层加工硬化深度的预报准则。讨论了切削变形区内的弹塑性应力场，建立了剪切平面边界载荷的分布方程，并通过有限元法模拟已加工表面的形成过程，计算了工件表面层的应力和硬化深度。数值分析与试验研究相一致。     

激光打孔温度场的数值分析与仿真

根据激光打孔的特点及实际加工环境建立其数学模型,对激光打孔过程的温度场利用有限元法和有限差分法进行了数值计算,并通过ANSYS进行仿真得到小孔的孔深、孔径的时间特性以及随激光能量的变化曲线,为激光打孔参数的选取提供了依据。     

Optimization of experimental temperature measurement in GTAW process by means of DoE technique and computational modeling

The prediction of temperature distribution is a critical process in the study of welding thermal field. Therefore, the accuracy in temperature measurement is quite important to provide meaningful results and to establish the coupling among thermal field results and other studies in welding as mechanical and microstructural analyses. This work deals with statistical analysis and design of experiments (DoE) in order to establish an optimal experimental design for thermal history measurements in welding processes with thermocouples independent of base material. Calculations from theoretical correlations and computational modeling of heat flow were used to accomplish the present study. The Gas Tungsten Arc Welding process (GTAW) was used in the experiments along with plates of a structural steel (ASTM A 36) and a martensitic stainless steel (AISI CrMo 12-1). Four different parameters were studied related with the disposition, separation, depth, thermocouple arrangement and application of thermal paste. An optimal design was able to measure the maximum temperatures in adjacent zones to the weld bead, which are important for the study of welding thermal behavior.     

脉冲光纤激光诱导氧化硬质合金的温度场分布

利用ABAQUS建立了三维瞬态传热模型,计算了激光诱导下的温度场分布情况,并研究了激光参数对温度场的影响。仿真结果表明,工件最高温度随着单脉冲能量的增大以及扫描速度和光斑直径的减小而增大,热影响区的最大深度和宽度随着单脉冲能量的增大以及扫描速度和光斑直径的减小而增大。研究结果为优选激光诱导氧化硬质合金材料时的激光参数提供了重要依据。     

钢塑共挤模具分流段成形过程数值模拟

以聚合物挤出过程模拟的罚有限元模型为基础,采用VC++语言自主开发了模拟软件,对Carreau流体在钢塑共挤模具分流段的流动过程进行模拟,获得模具内聚合物熔体的三维速度场分布,采用SUPG方法求解能量方程,在对流项占优的情况下获得温度场的分布,分析不同体积流量对速度的影响。结果表明实例分析给出钢塑共挤模具内流场的一般规律对模具设计具有一定的指导意义。     

断续磨削时工件表层温度场解析

建立了周期变化的移动热源模型,并引进卷积概念,推导了计算断续磨削时工件表层非稳态脉动温度场的理论公式。该公式可以包容连续磨削的情况,且可计算任意时刻的瞬态温度分布。利用推得的公式对断续磨削时的温度场及其降温机理作了深入的研究,并对关于理论公式进行了实验校核。     

高速正交切削SiCp/Al复合材料切削温度仿真研究

使用ABAQUS有限元软件对高体分SiCp/Al复合材料的颗粒和基体进行分别定义,仿真研究了高速切削复合材料时的温度场,分析了切削过程中切削用量和刀具角度对工件切削温度的影响。结果表明:在切削过程中,与刀具接触位置的颗粒温度较高且应力值较高;SiC颗粒的温度较Al基体的温度低;第一变形区发现一条沿着剪切角方向非常明显的温升带。在稳定切削阶段,与刀尖接触位置的工件温度较高,且应力集中现象总是发生在SiC颗粒上。随着切削深度和切削深度的增加,切削过程中工件的最高温度均随之增加;随着刀具前角和后角的增大,切削过程中工件的最高温度均随之降低。     

突扩燃烧室燃烧火焰深度二维温度场测量

针对电子耦合器件（CCD）辐射测温中因温度过高导致的辐射图像“发白”问题，提出了摄像机快门时间控制模型，该模型能有效地防止CCD光敏面输出过饱和电流。在此基础上，引入计算机断层图像检测理论，对燃烧火焰不同聚焦面的CCD成像过程进行研究，建立了用单一摄像机实现火焰深度方向聚焦面辐射图像与温度场分布关联模型，实现了火焰深度二维温度场的在线测量。实验室煤气燃烧实验表明：黑体炉标定后的关联模型实现了燃烧火焰内部温度场的在线测量与诊断，快门控制模型能有效解决辐射图像“发白”问题，扩大了CCD辐射测量的温度范围。     

Improvement in stage measuring technique of the ultrasonic sensor gauge

Bar check is the routine procedure in depth sounding to eliminate temperature influencing effect during the oceanographic surveying. This paper adopted the bar check concept prior to stream stage measuring on-site to improve the measuring accuracy and efficiency with popular ultrasonic sensor gauges. This study also propose both experimental dimensionless curves/corresponding equations and the relative profile of calibrating coefficients and ambient temperature of the specific ultrasonic sensor to accelerate the field calibrating process and for the bar check calibrating procedure being unavailable before the formal stage measuring. Then, field stage measuring data by a float-type gauge with which relative reliable measuring result being identified were compared with the data by an ultrasonic sensor gauge measuring simultaneously at the same location and obtained quite similar results. This advanced and improved stage measuring technique of ultrasonic sensor gauges without sonic conduit has been proved its practical validity in field stage accurate measuring throughout the on-site bar check procedure and introduced the process with dimensionless curves/formulas and relative correlation profile between calibrating coefficients and ambient temperature as well.