本文關(guān)鍵詞：磁場(chǎng)和活性劑聯(lián)合作用對(duì)焊接熔池形態(tài)的影響

  更多相關(guān)文章： 鎂合金 磁場(chǎng) 活性劑 溫度場(chǎng) 流場(chǎng)

【摘要】：焊接熔池體積小、溫度高以及實(shí)驗(yàn)條件的限制,采用實(shí)驗(yàn)手段很難對(duì)熔池進(jìn)行物理測(cè)試,而通過(guò)數(shù)值模擬技術(shù)能夠?yàn)楹附舆^(guò)程提供完整的溫度場(chǎng)、流場(chǎng)等信息,有助于更深入的理解焊接過(guò)程,實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接過(guò)程的控制。為了研究磁場(chǎng)和活性劑聯(lián)合作用對(duì)焊接熔池形態(tài)的影響,本文建立了移動(dòng)熱源作用下鎂合金TIG焊三維瞬態(tài)數(shù)學(xué)模型,并給出了源項(xiàng)和邊界條件的處理方法、網(wǎng)格的劃分方法以及材料的熱物性參數(shù)等。利用fluent軟件及其二次開(kāi)發(fā)功能,分別對(duì)單獨(dú)磁場(chǎng)、單獨(dú)活性劑以及磁場(chǎng)和活性劑聯(lián)合作用下鎂合金焊接熔池的溫度場(chǎng)和流場(chǎng)進(jìn)行模擬,并利用試驗(yàn)驗(yàn)證模擬結(jié)果的可靠性。模擬結(jié)果表明:單獨(dú)磁場(chǎng)作用下熔池中的液態(tài)金屬呈定向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),旋轉(zhuǎn)方向與磁場(chǎng)方向有關(guān),熔池的溫度場(chǎng)和流場(chǎng)均呈不對(duì)稱分布。單獨(dú)活性劑作用下熔池中液態(tài)金屬形成由熔池邊緣流向熔池中心的流動(dòng)模式,高溫液態(tài)金屬?zèng)_刷熔池底部增加熔深。直流磁場(chǎng)和活性劑聯(lián)合作用下,在熔池中液態(tài)金屬整體呈螺旋向下運(yùn)動(dòng),當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度值達(dá)到0.04T時(shí)液態(tài)金屬由螺旋向下運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槎ㄏ蛐D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),且隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度的增加,熔池的最高溫度減小,最大速度增大,熔深減小,熔寬增大。在交流磁場(chǎng)和活性劑聯(lián)合作用下,熔池中的液態(tài)金屬進(jìn)行周期性的間歇運(yùn)動(dòng),在磁場(chǎng)作用期間流體流動(dòng)速度較大,在磁場(chǎng)休止期間流體流動(dòng)速度較小,相比于直流磁場(chǎng),交流磁場(chǎng)作用下溫度場(chǎng)和流場(chǎng)的不對(duì)稱程度減小。實(shí)際焊接試驗(yàn)得到的焊縫形貌與數(shù)值模擬結(jié)果吻合良好,說(shuō)明本文所建立的模型是合理的,基本能體現(xiàn)焊接過(guò)程中的溫度分布。示蹤原子試驗(yàn)與模擬結(jié)果不相符,不能很好的驗(yàn)證熔池內(nèi)的流體流動(dòng)方式,有待于后期進(jìn)一步研究。
【關(guān)鍵詞】：鎂合金 磁場(chǎng) 活性劑 溫度場(chǎng) 流場(chǎng)
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG457.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 焊接過(guò)程數(shù)值模擬的國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)10-15
• 1.2.1 焊接熔池?cái)?shù)值模擬的研究動(dòng)態(tài)10-12
• 1.2.2 外加磁場(chǎng)作用下焊接熔池?cái)?shù)值模擬的研究動(dòng)態(tài)12-14
• 1.2.3 活性劑作用下焊接熔池?cái)?shù)值模擬的研究動(dòng)態(tài)14-15
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容15-16
• 第2章 焊接熔池三維瞬態(tài)數(shù)學(xué)模型16-27
• 2.1 焊接熔池模型的基本假設(shè)16-17
• 2.2 控制方程組17-18
• 2.3 源相的處理18-21
• 2.3.1 潛熱的處理18-19
• 2.3.2 熔池中體積力的加載19-21
• 2.4 初始條件及邊界條件21-22
• 2.4.1 初始條件21
• 2.4.2 熱邊界條件21
• 2.4.3 動(dòng)量邊界條件21-22
• 2.5 幾何模型的建立及網(wǎng)格劃分22-23
• 2.6 材料熱物性參數(shù)23-24
• 2.7 Fluent軟件的二次開(kāi)發(fā)與計(jì)算流程24-26
• 2.7.1 Fluent軟件的二次開(kāi)發(fā)24-25
• 2.7.2 模擬計(jì)算流程25-26
• 2.8 本章小結(jié)26-27
• 第3章 磁場(chǎng)和活性劑對(duì)焊接熔池形態(tài)的影響27-50
• 3.1 磁場(chǎng)對(duì)焊接熔池形態(tài)的影響27-34
• 3.1.1 直流縱向磁場(chǎng)對(duì)焊接熔形態(tài)的影響27-31
• 3.1.2 交流縱向磁場(chǎng)對(duì)焊接熔池形態(tài)的影響31-34
• 3.2 活性劑對(duì)焊接熔池形態(tài)的影響34-37
• 3.2.1 無(wú)活性劑時(shí)焊接熔池的形態(tài)35-36
• 3.2.2 活性劑對(duì)焊接熔池形態(tài)的影響36-37
• 3.3 磁場(chǎng)和活性劑聯(lián)合作用對(duì)焊接熔池形態(tài)的影響37-48
• 3.3.1 直流磁場(chǎng)和活性劑聯(lián)合作用對(duì)焊接熔池形態(tài)的影響37-43
• 3.3.2 交流磁場(chǎng)和活性劑聯(lián)合作用對(duì)焊接熔池形態(tài)的影響43-48
• 3.4 本章小節(jié)48-50
• 第4章 試驗(yàn)驗(yàn)證50-62
• 4.1 焊接熔池形貌的溫度場(chǎng)驗(yàn)證50-52
• 4.2 焊接熔池流體流動(dòng)方式的驗(yàn)證52-60
• 4.2.1 示蹤原子試驗(yàn)方法及步驟53-55
• 4.2.2 示蹤原子試驗(yàn)結(jié)果及分析55-60
• 4.3 本章小結(jié)60-62
• 第5章 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 在學(xué)研究成果67-68
• 致謝68

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 周遠(yuǎn)遠(yuǎn),于治水;焊接熔池?cái)?shù)值模擬的研究現(xiàn)狀[J];華東船舶工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2003年02期

2 趙玉珍,史耀武;表面活性元素硫?qū)附尤鄢刂辛黧w流動(dòng)方式和熔池深寬比的影響[J];鋼鐵研究學(xué)報(bào);2004年04期

3 李玉斌;蒙大橋;劉柯釗;謝志強(qiáng);;焊接熔池凝固過(guò)程組織演變模擬[J];焊接學(xué)報(bào);2010年04期

4 張村亮;;焊接技能培訓(xùn)的關(guān)鍵是焊接熔池的控制[J];湖南農(nóng)機(jī);2013年01期

5 張敏;汪強(qiáng);李繼紅;李琳;;焊接熔池快速凝固過(guò)程的微觀組織演化數(shù)值模擬[J];焊接學(xué)報(bào);2013年07期

6 孫俊生,王宏育;焊接熔池流場(chǎng)熱場(chǎng)數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景[J];山東機(jī)械;1998年02期

7 劉習(xí)文;王國(guó)榮;石永華;鐘繼光;;焊接熔池傳感與控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀[J];焊接;2005年11期

8 ;焊接熔池的一次結(jié)晶及特點(diǎn)[J];電焊機(jī);2008年09期

9 汪巖峰;劉南生;林浩亮;袁尤智;;基于結(jié)構(gòu)光投影的焊接熔池圖像獲取與處理[J];焊接學(xué)報(bào);2008年10期

10 李夢(mèng)醒;吳毅雄;蔡艷;孫大為;;圖像技術(shù)在焊接熔池特征參數(shù)提取中的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)[J];熱加工工藝;2010年21期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 薛忠明;楊廣臣;張彥華;;焊接熔池三維熱流耦合分析數(shù)學(xué)模型[A];第十次全國(guó)焊接會(huì)議論文集（第2冊(cè)）[C];2001年

2 李來(lái)平;林濤;陳善本;楊學(xué)勤;徐愛(ài)杰;;焊接熔池表面反射圖模型的建立[A];第十一次全國(guó)焊接會(huì)議論文集（第2冊(cè)）[C];2005年

3 汪強(qiáng);李繼紅;李琳;張敏;;基于元胞自動(dòng)機(jī)的焊接熔池快速凝固過(guò)程的微觀組織模擬[A];第四屆數(shù)控機(jī)床與自動(dòng)化技術(shù)高層論壇論文集[C];2013年

4 朱嘉琦;王洪亮;王鐵鈞;閆衛(wèi)東;;用攝相法測(cè)定焊接熔池尾部凝固裂紋啟裂的臨界局部應(yīng)變[A];第十次全國(guó)焊接會(huì)議論文集（第1冊(cè)）[C];2001年

5 高洪明;吳林;董紅剛;王明啟;劉占先;;浮力在焊接熔池流體流動(dòng)中的作用[A];第十次全國(guó)焊接會(huì)議論文集（第2冊(cè)）[C];2001年

6 郎玉友;陳善本;林濤;陳文杰;;基于視覺(jué)傳感弧焊機(jī)器人焊接熔池實(shí)時(shí)控制[A];第十一次全國(guó)焊接會(huì)議論文集（第2冊(cè)）[C];2005年

7 汪強(qiáng);李繼紅;吳偉剛;張敏;;基于元胞自動(dòng)機(jī)法的焊接熔池凝固的微觀組織模擬技術(shù)現(xiàn)狀[A];第四屆數(shù)控機(jī)床與自動(dòng)化技術(shù)高層論壇論文集[C];2013年

8 羅鍵;吳毅雄;王雅生;賈昌申;薛錦;;電磁攪拌焊接熔池流體流動(dòng)行為的研究[A];第十次全國(guó)焊接會(huì)議論文集（第2冊(cè)）[C];2001年

9 高進(jìn)強(qiáng);張敏;武傳松;;MAG焊接熔池的激光頻閃視覺(jué)檢測(cè)[A];第十一次全國(guó)焊接會(huì)議論文集（第2冊(cè)）[C];2005年

10 趙冬斌;陳善本;吳林;;脈沖GTAW填絲過(guò)程中焊接熔池表面高度的提取[A];第九次全國(guó)焊接會(huì)議論文集（第2冊(cè)）[C];1999年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 雷玉成;焊接熔池動(dòng)態(tài)過(guò)程及電弧能量分布的數(shù)值模擬[D];江蘇大學(xué);2006年

2 馬瑞;鎳基合金焊接熔池凝固過(guò)程微觀組織模擬[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

3 趙玉珍;焊接熔池的流體動(dòng)力學(xué)行為及凝固組織模擬[D];北京工業(yè)大學(xué);2004年

4 占小紅;Ni-Cr二元合金焊接熔池枝晶生長(zhǎng)模擬[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

5 孫俊華;受控脈沖穿孔PAW焊接熔池與小孔瞬時(shí)演變行為的數(shù)值分析[D];山東大學(xué);2012年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 霍丹;焊接熔池中的流體力學(xué)方程數(shù)值模擬研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2011年

2 周世杰;A304不銹鋼激光焊接熔池溫度場(chǎng)和流場(chǎng)數(shù)值模擬研究[D];天津理工大學(xué);2015年

3 王曉慧;磁場(chǎng)和活性劑聯(lián)合作用對(duì)焊接熔池形態(tài)的影響[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2016年

4 吳t，

本文編號(hào)：684379