在采煤生產(chǎn)中,液壓支架是綜采工作面的核心設備。由于其工作環(huán)境惡劣,液壓支架上的立柱活塞桿極易被破壞、腐蝕,導致采煤生產(chǎn)效率的降低,嚴重時甚至會使采煤工作無法進行而造成重大損失。考慮到以上問題,有必要對立柱活塞桿的修復工藝進行研究分析,而堆焊正是一種適用的修復手段。因此,本論文以立柱活塞桿的堆焊為研究對象,以ANSYS軟件為平臺,建立了立柱活塞桿的有限元模型,運用APDL編程及單元生死技術,模擬了立柱活塞桿堆焊的溫度場和應力場,分析了預熱、冷卻條件和焊接速度對溫度場、金相組織轉變的影響,得到了應力變化結果和堆焊變形情況。結果表明,預熱可以增加熔池溫度,縮小熱源中心與熱影響區(qū)的溫差,降低溫度梯度,而冷卻時間會相應延長,預熱溫度應控制在150℃。高速焊接會使高溫停留時間變短,導致傳熱不充分,熔池未熔透;低速焊接會產(chǎn)生過熱現(xiàn)象,導致堆焊層不平整;中速焊接能保證焊層質量,獲得較好的組織成分,所以焊接速度可設為0.007m/s。對流系數(shù)設為100時,冷卻速度較大,便于過冷奧氏體直接向馬氏體的轉變,有利于提高焊層硬度,進而提高耐磨性,從而達到延長立柱活塞桿使用壽命的目的;此外應力變化大的區(qū)域變形量也... 

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.1.1 焊接研究歷史及發(fā)展
        1.1.2 焊接數(shù)值模擬的歷史及發(fā)展
        1.1.3 堆焊技術介紹及應用前景
    1.2 選題背景及意義
    1.3 研究內(nèi)容與方法
    小結
2 溫度場仿真
    2.1 模型的近似處理
        2.1.1 焊接熱源模型
        2.1.2 熱源的移動
        2.1.3 焊縫填充
        2.1.4 焊接效率
    2.2 仿真設置
        2.2.1 屬性分配
        2.2.2 網(wǎng)格劃分
        2.2.3 施加初始溫度
        2.2.4 散熱邊界條件
    2.3 分析方案
        2.3.1 確定預熱溫度
        2.3.2 焊接速度的選取
        2.3.3 對流系數(shù)
    小結
3 溫度場結果分析
    3.1 結果處理
    3.2 預熱對溫度場的影響
    3.3 焊接速度對溫度場的影響
    3.4 冷卻時組織轉變與硬度分析
    小結
4 應力場仿真與分析
    4.1 引言
    4.2 熱-結構耦合處理
    4.3 應力場結果分析
    小結
5 總結與展望
    5.1 總結
    5.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介及讀研期間主要科研成果


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3727820