膜式水冷壁的使用不僅可以提高鍋爐的密封性和燃料的利用率,還可以降低爐墻的厚度和重量等,因而被廣泛地應(yīng)用于大型鍋爐容器的內(nèi)壁。但是膜式水冷壁在工作條件下會(huì)受到火焰的高溫加熱和氣流的壓力等作用,極易產(chǎn)生高溫腐蝕,縮短其使用壽命。因此,國(guó)外逐步采用在膜式水冷壁的單面堆焊鎳基合金的方法來(lái)解決其高溫腐蝕問(wèn)題。本文基于ANSYS軟件模擬分析了三種不同熱輸入量及三點(diǎn)約束條件對(duì)膜式水冷壁堆焊過(guò)程中的瞬態(tài)溫度場(chǎng)和殘余應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)分布的影響。并且利用試驗(yàn)結(jié)果和模擬結(jié)果相互驗(yàn)證和指導(dǎo),最終形成能夠有效控制膜式水冷壁單面堆焊殘余變形的焊接方法。溫度場(chǎng)模擬結(jié)果表明,加熱過(guò)程中熱源所到達(dá)的位置溫度迅速達(dá)到熔點(diǎn),熱源離開(kāi)后溫度迅速降低到600℃左右,然后緩慢冷卻,且升溫速度明顯大于冷卻速度。熱源加熱10秒后溫度場(chǎng)開(kāi)始呈準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)分布。隨著熱輸入的增加,熔池的最高溫度逐漸增加,溫差達(dá)到100℃以上,而冷卻速度逐漸變慢,使得熔池變深,焊縫熱影響區(qū)寬度變大。組織中鐵素體含量增多,珠光體含量降低,并出現(xiàn)了魏氏組織。應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)模擬分析結(jié)果表明,三種不同熱輸入得到的殘余應(yīng)力分布云圖形狀類似,但是隨著熱輸入的增加,膜式水冷壁中殘余應(yīng)力... 

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景介紹
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究概況
        1.2.1 焊接瞬態(tài)溫度場(chǎng)有限元分析的研究進(jìn)展
        1.2.2 焊接應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)有限元分析的研究進(jìn)展
        1.2.3 有限元軟件在焊接熱應(yīng)力分析中的應(yīng)用和發(fā)展
        1.2.4 膜式水冷壁堆焊的研究現(xiàn)狀
    1.3 課題研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
        1.3.1 研究?jī)?nèi)容及方法
        1.3.2 課題的難點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 研究方法
    2.1 研究的工藝路線
    2.2 有限元分析方法簡(jiǎn)介
        2.2.1 有限元分析方法
        2.2.2 焊接數(shù)值模擬的特點(diǎn)
        2.2.3 ANSYS軟件簡(jiǎn)介
    2.3 焊接溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的數(shù)值模擬方法
        2.3.1 經(jīng)典的傳熱學(xué)理論
        2.3.2 焊接溫度場(chǎng)的基本方程
        2.3.3 焊接應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)的數(shù)值模擬
        2.3.4 數(shù)值模擬的過(guò)程
    2.4 實(shí)驗(yàn)及測(cè)試方法
        2.4.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.4.2 實(shí)驗(yàn)方法
    2.5 本章小結(jié)
第三章 焊接溫度場(chǎng)計(jì)算
    3.1 溫度場(chǎng)結(jié)果云圖
    3.2 溫度場(chǎng)結(jié)果曲線
        3.2.1 移動(dòng)熱源不同時(shí)刻溫度分布曲線
        3.2.2 垂直焊縫方向各點(diǎn)的溫度時(shí)間變化歷程
        3.2.3 沿焊縫方向上各點(diǎn)的溫度時(shí)間變化歷程
        3.2.4 沿厚度方向上各點(diǎn)的溫度時(shí)間變化歷程
    3.3 分析與討論
    3.4 本章小結(jié)
第四章 焊接殘余應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)計(jì)算
    4.1 不同熱輸入得到的殘余應(yīng)力場(chǎng)結(jié)果
    4.2 施加三點(diǎn)約束得到的殘余應(yīng)力場(chǎng)結(jié)果
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
    4.4 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
研究生期間發(fā)表的成果


【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3726570