基于FLOW-3D的GMAW焊熔池行为数值分析模型

基于FLOW-3 D软件,建立了GMAW焊传热和熔池流场的三维瞬态数值分析模型.电弧热输入和电弧压力均采用双椭圆分布模式描述,熔滴过渡过程则通过高温液态金属的质量和动量源项表征;同时,模型还考虑了电弧等离子体切应力、电磁力、重力、浮力等作用于熔池的主要应力.利用该模型对碳钢温度场及熔池流体流动进行模拟计算.结果表明:受...     

焊接预测理论和数值模拟技术的发展

介绍了焊接预测理论和数值模拟技术的最新发展和动向,包括焊接熔池中的流体动力学和传热分析。焊接电弧的传热传质过程,焊接冶金和焊接接头组织性能的预测。焊接变形与应力的预测,焊接接头的力学行为以及特种焊接过程的数值模拟等。     

船用跨临界CO_2引射制冷系统动态性能研究

针对船用跨临界CO_2两相流引射制冷系统建立动态模型,模型中蒸发器采用移动边界模型,气冷器采用集总参数模型,引射器使用1-D恒压混合模型。通过Matlab计算动态模型,分析系统各参数在压缩机转速、膨胀阀开度及引射器尺寸阶跃扰动下的动态响应。模拟结果显示系统对压缩机转速变化更加敏感,系统参数耦合作用强,并且动态响应中存在逆向响应。本文研究为控制器设计提供了依据和指导。     

焊接保护气流形态的纹影和激光测试方法

气体保护的电弧焊接是利用喷嘴流出的保护气流,如Ar、He、CO_2、Ar-CO_2等气体,在电弧和熔池的周围形成连续封闭的气流层,以防止周围空气对电极、熔化金属和邻近的基体金属产生有害的影响。焊接保护气流达到理想的层流运动状态,就能防止周围空气对焊接区域的污染,并且电弧燃烧也稳定,焊缝中不会产生气孔等缺陷,从而获得性能良好的焊缝接头。气体如果以紊流状态从喷嘴流出,由于气流的旋涡,空气极易被卷入,而破坏气体的保护效果。因此,研究一种测试方法,来鉴别焊接保护气流的形态和保护性能,对改进焊炬结构和喷嘴设     

浅谈船用CO_2固定灭火系统的操作和管理

2019年5月25日下午,某轮在山东威海修船期间,船舶的CO_2固定灭火系统发生CO_2气体泄露事件,造成10人死亡,19人受伤的意外事故。船用CO_2灭火系统是目前国际上广泛应用的船载消防设备,当船舶发生火灾时,向火灾区域释放CO_2气体,达到灭火的目的。关于CO_2固定灭火系统的气体意外泄露情况,一般有两种可能性:一种是操作人员的疏失导致;另一种是船舶在摇摆和振动的环境下,CO_2固定灭火系统出现故障导致的自动释放。无论哪种情况都会对船舶和人员的安全构成重大威胁。本文针对常见的船用CO_2固定灭火系统的报警和释放系统的操作和管理要点,总结了操作和管理船用CO_2系统的经验,介绍了一种安全便捷的船用CO_2固定灭火系统的释放程序,以供设计和管理大型CO_2固定灭火系统时进行借鉴和参考。     

潜艇舱室固态胺CO2清除技术的动力学分析

分析了潜艇舱室固态胺CO_2吸附及水蒸汽再生的反应机理,指出了CO_2水合反应和水合CO_2分解反应分别为吸附与再生过程的慢反应。在实际工况下,固态胺吸附CO_2的速率受传质控制,水蒸汽再生过程很快,其速率不是主要关注的问题。基于双膜理论及双电层理论,分析讨论了固态胺吸附传质过程,推导出了CO_2总的传质速率方程,给出了影响速率的两个可调因素--温度及固态胺的含水量。     

单面焊陶质衬垫的研制和应用

本文介绍天津建材机械厂研制的手弧焊、埋弧自动焊和 CO_2气保护焊用的三种陶质衬垫的实际应用效果,还详细地分析了衬垫的配比、焊接规范的选用以及所取得的经济效益,对推广高效焊接有一定的参考价值。     

转舵速度对船舶操纵性影响研究

采用MMG分离式水动力模型作为船舶操纵运动数学模型，编写MATLAB程序进行操纵性仿真预报，结合一艘双桨双舵船舶在设计航速下的定常回转运动进行了数值模拟，分析了船在不同转舵速度的回转运动轨迹和相应参数，进而得出转舵速度对船舶操纵性的影响规律。     

海水酸化池内部流场的数值模拟与实验研究

为了提高海水电解酸化系统的酸化效率和运行稳定性,高效地提取出海水中储存的高浓度CO_2。基于流体分析软件Fluent,以三舱室海水酸化池为研究对象,建立其流场模型,对酸化池内的水流流场进行数值模拟,分析了不同的流量条件和不同的结构参数对海水流场分布的影响,探索性地研究了如何避免酸化池内不溶物沉积的产生。结果表明,只有当改变酸化池的水流流道结构,使流道与入口尺寸接近时,才能提高酸化池的畅通性,消除流场中的低速滞留区。在搭建的海水电解酸化系统流程上进行了实验,实验结果验证了数值模拟的有效性和正确性,为海水电解酸化提取CO_2酸化池的结构设计提供了依据。     

基于ANSYS的对接焊温度场的数值模拟

利用ANSYS有限元软件对钢板对接焊温度场进行数值模拟。在模拟过程中。利用ANSYS软件的APDL语言,较好地模拟了对接焊时焊接电弧移动加热过程以及整个温度场的瞬态变化,实现了参数化编程,并对两种不同焊接方向的温度场进行了分析比较,从而可以用于实际工艺的优化。     

上层建筑薄板焊接变形控制研究

本文以舰船上层建筑结构手工间断焊接产生的变形作为衡量依据，通过热弹塑性有限元分析方法分别进行CO2气体保护焊与手工间断焊的仿真分析,对CO2气体保护焊采用不同的焊接参数、焊接顺序等多方案进行模拟计算，明确两者焊接变形相当时的CO2气体保护焊最佳焊接工艺参数，最后通过实物模型进行了验证。本研究成果已提交给舰船制造厂，作为其制定合理的CO2气体保护焊焊接工艺参数的依据，并全面应用于舰船建造。     

船舶双层底局部通风有害气体分布数值模拟研究

采用流体分析软件Fluent,对典型船舶密闭舱室双层底进行二氧化碳气体保护焊接作业时的局部通风风流流场、有害气体CO2及CO浓度场分布进行数值模拟分析,确定有害气体扩散的数学模型。通过设置组分源项的方法利用组分输运方程得出在一定通风量的情况下CO2及CO气体的浓度分布规律,并与实测数据作对比,结果基本一致,由此可根据不同通风条件下确定焊接作业危险区域,为防止CO2集聚和CO中毒采取有效措施提供理论依据。     

薄板单面焊双面成形技术在船体焊接中的应用

薄板单面焊双面成形技术是一种在薄钢板结构对接接头背面加陶瓷衬垫进行气体保护焊的工艺方式,这种工艺方式不仅取消了焊缝反面碳弧气刨清根工序,而且改善了根部焊道的成型质量及施工环境,大幅提高生产效率。     

不同焊接顺序下加筋板变形及残余应力的三维有限元研究

针对焊接过程的二维有限元计算与实际情况存在一定差别的问题,使用三维热弹-塑性有限元法对不同焊接顺序下加筋板焊接过程进行了仿真,获得了加筋板焊接引起的温度场、位移场和应力场。结果表明：在4点约束条件下,加筋板横截面的变形为中垂变形,纵筋的变形为中拱变形,方案1横截面变形更小,方案2纵筋变形更小。焊接引起的加筋板残余应力主要表现为横向应力,其在近焊缝区为拉应力,达到材料屈服强度,远离焊缝区表现为压应力,达到0.2倍材料屈服强度。加强筋横向应力峰值出现在起弧端和收弧端,约为0.85倍材料屈服强度,纵向应力峰值出现在焊接起弧端,约为0.3倍材料屈服强度。在加筋板横截面位置,焊接顺序主要影响加强筋处的残余应力;在加强筋位置,焊接顺序主要影响纵向应力。每组焊缝同时同向焊接,且每根纵筋从左向右依次焊接的焊接方案产生更小的残余应力。     

EH36船用钢焊接角变形有限元分析

采用有限元分析方法,根据实际焊接工艺过程,对船舶常用低温高强钢EH36中厚板的二道焊缝焊接温度场及焊接角变形进行了分析.中厚板焊接常为二道的埋弧焊接,在有限元分析中采用生死单元技术进行处理.有限元分析结果显示焊接温度场关于热源中心对称,同一厚度截面方向的节点处的焊接变形相同,而在横向由于焊缝在厚度方向收缩的不均匀性,处于焊缝间隙大的截面的节点焊接变形要大于处于小间隙截面的节点.实验结果证明了有限元分析的准确性.     

钛合金Ti-6Al-4V ELI厚板多层多道焊试验与数值模拟

对2块厚度为24mm的Ti-6Al-4VELI厚板进行夹角为171.98°的多层TIG焊接试验,基于SYSWELD软件平台,在焊板两端完全刚性固定的装夹条件下数值模拟计算焊接温度场、应力场和焊接引起的变形.计算结果表明,焊接温度场的变化规律符合实际,焊缝区的拉伸残余应力最大,热影响区的压缩残余应力较大.焊接数值模拟得到的残余应力场与试验测量值能较好地吻合,验证了数值模拟模型的准确性.该数值模拟方法可应用到大深度Ti-6Al-4VELI载人舱强度计算中的焊缝残余应力模拟中.     

船舶焊接末端受电抖振及其电频细化研究

船舶焊接领域中，钢板等焊接不可避免的会产生焊接残余应力，针对这一问题，文章通过分析焊接机器人焊枪末端受电抖振及其扰动等影响来揭示其响应规律。首先通过搭建的焊接模型阐明焊接过程动力学特性，然后研究不同特性电弧力对焊枪运动稳定性的影响，探索末端焊枪作业稳定性与焊接区电弧力及电源频率等参量之间响应关系，并对多组不同驱动电频下的焊接运动进行动力学仿真，得到电频变化与电弧力的对应规律。研究表明，焊接电源频率的有效细化有利于末端焊枪焊接运动过程的平稳，且发现最优焊接电源频率在10HZ邻域时焊枪末端动态振动最小，通过控制电源频率大小能明显抑制焊枪振动，在一定程度上降低残余应力大小，有利于船舶焊接表面质量的提高。     

起重铺管船吊机S690 QL高强钢焊接

针对S690 QL钢板材质特点,制定出一套实用的焊接工艺以保证焊接质量。采用药心焊丝气保焊接方法,按"等强原则"选用焊接材料,对焊接热输入和道间温度严格控制,并采用焊后热处理工艺,成功应用于塔吊产品的生产焊接,高效、高质量地完成了工程施工。     

GS30CrMoV6＋Q345E的焊接工艺及接头力学性能

在异种材料焊接性能分析和FCAW焊接试验的基础上,探讨了中碳调质钢GS30CrMoV6和低合金高强度钢Q345E对接接头的焊接工艺并分析了焊接接头的力学性能。通过对排土机行走装置的履带链结和履带板的焊接实践,获得了较好的焊接接头性能,满足了排土机的使用要求。