管壁厚度对在线焊接管道承压能力的影响

运用有限元法对不同壁厚的管道进行在线焊接时的温度场进行了数值模拟，内部介质流动对焊接温度场的影响通过确定介质与管壁的换热系数来考虑，并根据温度计算结果，获得管道的剩余强度因子，进而获得管道的极限压力。研究表明，焊缝上点的峰值温度随着壁厚的增大而略有升高，而主管内壁的峰值温度随着壁厚的增大而下降。当壁厚增大到一定程度时，在线焊接管道的剩余强度因子增大速度减缓。     

多道间断焊T型接头的数值模拟

不停输带压开孔操作的关键在于在线焊接 ,由于作业时不停止介质的传输 ,管道设备内部介质的压力、温度等特性会影响操作的安全性。在有内部介质流动的设备上进行在线焊接 ,局部高温是引起烧穿的主要原因 ,本文将间断焊技术引入在线焊接 ,对其温度场和应力场进行了数值模拟 ,结果表明 ,采用间断焊可以有效降低焊接时的温度 ,而且残余应力数值与连续焊相当。     

神经元网络反演LY2铝合金焊接过程热导率

结合数值模拟与温度测量,通过神经元网络,反演了LY2铝合金焊接过程热导率随温度变化情况。对热导率分段线性化后,在稳定状态下热导率数据的±20%范围内,将热导率分段线性值同时变化1%时的数据分为一组,利用有限元模型,计算对应每组热导率数据的焊接温度场;以温度为输入,热导率为输出,代入神经元网络进行训练,直至收敛,将实测温度代入训练好的网络,网络输出即为反演的热导率数值。分别对焊接加热和冷却两个过程的热导率进行了反演,结果表明,温度变化方向对铝合金热导率的影响是显著的,即热导率会随材料的加热或者冷却,出现不同程度的“滞后”现象。     

管线钢在役焊接多道焊的数值模拟

管线钢在役焊接是在高压流动管线不停输的条件下进行焊接作业的，由于介质流动带压的特性，必然对焊接作业的安全性和焊后管道的使用性造成影响。采用SYSWELD焊接模拟软件对在役焊接进行数值模拟，考虑了材料热物理性能随温度变化和在役条件对散热的影响，获得了三维多道焊焊接接头的应力分布情况。结果表明：在役焊接接头残余应力分布规律与常规焊接基本保持一致，但数值上有所不同，计算结果对油气管线的在役焊接修复具有指导意义。     

微通道散热单元散热特性数值优化分析

文中为提升T/R组件散热能力,建立了组件内置微通道散热单元数值模型,对传热特性相关参数进行了数值仿真分析。 研究了微通道宽度、侧壁垂直度、流经长度等对芯片结温、压力损失的影响;对比了冷却介质初始流量、初始温度对散热特性的影响,并对实物样件的散热性能进行了测试对比。 结果表明,微通道宽度、侧壁垂直度、流经长度的参数优化组合可提升散热能力,降低流阻;微通道散热单元压力损失随着冷却介质体积流量的增大呈线性增大。本研究优选出最佳参数组合,为实物样件制造提供了设计依据,促进了微通道冷却技术工程化应用进程。     

竖直管内超临界二氧化碳局部对流换热研究

对超临界压力下二氧化碳在竖直管内的对流换热进行了模拟研究,分析了超临界二氧化碳在临界点附近的物性变化,以及二氧化碳进口压力、流动方向和进口Re数对换热系数的影响.结果表明,在临界点附近,物性变化非常剧烈,尤其是比热容的变化最为明显;二氧化碳进口压力对热流体温度的影响较小,换热系数受压力的影响较大;热流体流动方向对传热系数的影响不是太大;Re数的大小对换热系数的影响较为明显.     

油气管线在役焊接烧穿的影响因素及研究现状

压力管道在役焊接修复时间短,速度快,对管道正常运行影响小,有巨大的经济效益和广阔的应用前景.但是在役焊接时可能发生烧穿,有很大危险性.本文总结了对于在役焊接烧穿研究的意义,分析了管道的壁厚,管内压力,焊接的线能量等因素对于烧穿的影响.总结了国内外对于烧穿研究的成果及不足之处,展望了在役焊接烧穿的研究前景.     

重油在分叉管内合流的数值研究

采用数值模拟方法对高粘性流体在不同夹角的分叉管合流的流动、换热进行研究，分析了不同夹角分叉管内合流的流动特性，讨论了分叉管夹角的大小对分叉管合流的流动、换热充分发展前的管道长度和压力损失的影响。     

脉冲激光焊接Hastelloy C-276合金的熔池流动传热特性分析

基于流体动力学方程和传热方程建立了三维瞬态模型,用于研究脉冲激光焊接0.5 mm厚Hastelloy薄板时熔池的流动行为及传热特性.应用Fluent软件,采用有限容积法(FVM)求解控制方程,用SIMPLE算法处理速度与压力的耦合.引入Pe来衡量焊接熔池中对流传热与传导传热的相对强弱,并以此分析焊接熔池的传热特性.结果表明:沿焊接方向,焊接熔池的流动速度随着离熔池中心距离的增加先增加后减小;在给定试验条件下,熔池流动速度在离熔池中心0.2 mm左右时出现最大值,且沿焊接方向前方稍大于后方,而后迅速减小为零;焊接熔池中对流的存在使得焊接熔池熔深较小而熔宽较大;最终的焊接形貌由对流传热与传导传热相互作用而成.对焊缝形貌的数值模拟结果与实验结果进行了比较,计算结果与实验结果吻合较好.此模型可为脉冲激光焊接Hastelloy C-276薄板时熔池流体流动行为的分析提供理论依据.     

硬质合金刀具高速切削Ti6A14V合金时扩散磨损的数值模拟

应用通用商业有限元软件Deform-2D,对航空用钛合金Ti6A14V进行了不同冷却润滑条件下的正交切削有限元模拟.在参考已有刀具扩散磨损率模型的基础上,利用有限元模拟出的刀具/工件接触区的切削温度与相对滑动速度等基本变量,对高速切削钛合金Ti6A14V时的WC-Co类硬质合金刀具前刀面的扩散磨损率进行了预测,进而分析了削介质的冷却与润滑作用对刀具扩散磨损率的影响.研究结果表明:切削介质的润滑作用对刀具前刀面的扩散磨损率具有较大影响,而切削介质的冷却作用则对刀具前刀面扩散磨损率无显著影响.     

激冷影响TC4钛合金FSW残余应力与变形的规律

以2 mm厚TC4钛合金板材作为研究对象,基于ABAQUS模拟软件对空冷和激冷条件下钛合金搅拌摩擦焊的温度场和失稳变形进行了研究,并对模拟结果进行了实验验证。结果表明：焊接过程中的温度场均为椭圆形分布,在垂直于焊缝方向残余应力均为双峰型分布。与空冷条件相比,激冷可减小焊接过程中温度峰值与高温分布范围;焊件表面拉应力的降低程度远大于焊件底部拉应力的降低程度。当激冷温度与距离分别是-30 ℃与20 mm时,激冷条件下焊件马鞍形相当于空冷条件下变形量的72.2%。     

The study of cooling channel optimization in blast furnace cast steel stave based on heat transfer analysis

The three-dimensional heat transfer and thermal stress of a steel cooling stave in a blast furnace at Maanshan Iron and Steel Co. Ltd. are built. The temperature and thermal stress fields of cooling stave are calculated by using finite element method software ANSYS. The results show the rise in maximum temperature and thermal stress of the stave hot surface is not high when cooling pipe is replaced by cooling elliptical tube. Because of the decrease in the cross-sectional area for cooling elliptical tube, the thickness of the cooling stave is reduced and cooling water flow is saved. As a result, the iron-making cost can be reduced.     

冷却油路型射流管式伺服阀的热力学研究

 射流管式电液伺服阀因抗污染能力强、灵敏度高、失效对中等特点,被广泛应用于航天、航空、船舶等领域。介绍了冷却油路型射流管式电液伺服阀的结构原理,建立了稳态传热过程的热流量方程。利用有限元软件ANSYS 对冷却油路型射流管式电液伺服阀进行了热力学分析,并分析了力矩马达内部温度分布以及热梯度等物理量。试验验证了冷却油路型射流管式电液伺服阀的冷却效果,为冷却油路型射流管式伺服阀的结构设计、热力学研究提供了理论依据。     

考虑摩擦副接触应力场和冷却流场的湿式离合器温度场分析

温度对湿式离合器摩擦副的摩擦特性和热失效具有重要影响。为了获取湿式离合器温度场的分布规律,建立摩擦副接触应力分布有限元模型和摩擦片沟槽内冷却流场数值计算模型,获得了摩擦副接触应力随离合器接合油压的变化规律和冷却流场对流换热随离合器转速的变化规律。在此基础上,提出考虑离合器摩擦副接触应力分布时变特性和冷却流场分布时变特性的离合器温度场数值计算模型。将所建温度场模型的仿真结果与试验结果作对比,验证了所建温度场模型的正确性。通过计算获得了湿式离合器接合过程中不同钢片在半径和厚度方向的温度分布规律,揭示了摩擦副接触应力场和摩擦片沟槽内冷却流场对离合器温度场的影响规律。结果表明,在离合器摩擦副半径方向上,摩擦副的温度分布规律与接触应力分布规律相一致。而摩擦片沟槽内冷却流场的对流换热主要影响离合器同步阶段的温度分布。     

内压及扭矩载荷下无缺陷弯管的应力分析

分析在内压或扭矩载荷作用下非均匀壁厚椭圆弯管的应力分布，结果表明内压引起的最大应力随着弯管的截面不均匀度而变化，由此解释了工程实际中弯管失效的原因，同时也为求解弯管的塑性极限载荷奠定了基础。     

Investigation of a heat pipe cooling system in high-efficiency grinding

The high grinding temperature is one of the problems restricting on the further development of high-efficiency grinding due to the workpiece burnout and excessive wheel wear. An original method about enhancing heat transfer in the contact zone based on heat pipe technology is put forward to reduce the grinding temperature in this paper. Drawing on the structure of rotation heat pipe, one heat pipe cooling system, heat pipe grinding wheel (HPGW) applied to high-efficiency grinding, is developed and its heat transfer principle is illustrated. Besides, the cooling effect in the contact zone using HPGW is simulated through a three-dimensional heat transfer model in grinding, and the influence of different parameters of the wheel speed, cooling condition, and heat flux input on the grinding temperature is analyzed. Eventually, preliminary grinding experiments with HPGW were carried out to verify the cooling effect by comparing with non-HPGW in grinding of 0.45 wt.% C steel and titanium alloy Ti-6A1-6V. Results show that using HPGW can significantly reduce the grinding temperature and prevent the burnout.     

复合中空热管传热性能研究

为了解决工业中的大量低品质烟气余热的回收利用和烟气酸露点腐蚀导致设备容易失效的工程问题,提出了一种复合中空热管传热元件,介绍了其结构及工作原理;对其内部传热机理进行了分析,并对其启动特性、等温性能和传热性能进行了试验研究。研究结果表明:复合中空热管在外管壁温度30℃时,加热时间2 min之内就能正常快速启动工作;在自然空气对流冷却条件下,具有较好的等温特性;复合中空热管的传热系数随着冷却水雷诺数的增加而增加;在加热蒸汽温度低于125℃的低温蒸汽加热条件下,当冷却水的雷诺数为6650时,复合中空热管的传热系数为1350W/(m2.℃)。试验研究结果为复合中空热管换热器的工程应用提供了基础。     

Simulation of steel cooling in crystallization tanks

The results of a steel cooling simulation in the process of obtaining hollow billets using a finned heat pipe as the core model after heating by an electric heating element are presented. The novelty is confirmed by patents for techniques of obtaining hollow billets and crystallization tank cooling using a heat pipe. Heat power values passed within a heat pipe model and high-temperature pipe in the process of steel cooling are found, and a heat-carrying medium mass in high-temperature pipe and its sizes are determined, along with the cast steel temperature and parameters of the heat-carrying media.     

Investigation of heat partition in dry turning assisted by heat pipe cooling

Dissipation of the cutting heat through the cutting tool assisted by the heat pipe is a new cooling method in metal cutting. However, as an important indicator to evaluate the cooling performance, the heat partition in the cutting process for the heat pipe cutter has not been reported in the previous publications. This investigation is concerned with the estimation of the amount of heat flowing into the heat pipe cutter and that dissipated by the heat pipe. The aim is to characterize the heat partition of the heat pipe cutter and thus evaluate its cooling performance. Experimental results are presented of temperature measurements at the accessible positions on the cutter during orthogonal cutting. With these measured temperatures, the finite different methods and an inverse procedure are utilized to solve the heat flux loaded on the tool–chip interface and the amount of heat flowing into each part of the heat pipe cutter. It is shown that the installation of the heat pipe increases the heat flowing into the tool; however, much greater amount of heat can be dissipated by the heat pipe; this results in the reduction of the temperature at tool–chip interface.