MIG焊接熔池表面形状与熔滴热焓量分布的数学模型

综合考虑熔滴与熔池相互作用的物理过程,建立了描述熔池表面变形的数学模型和熔滴热焓量在熔池内部的分布模型.应用数值模拟技术分析了焊接工艺参数对熔池表面形状、熔滴热焓量分布区域、焊缝成形的相互影响规律,并进行了焊接工艺试验.     

由扁平超导体表面磁场反演二维体电流密度分布的一种有效方案

本文介绍一种由扁平超导样品表面垂直磁场分布反演体电流密度分布的有效方案。依据二维情形超导样品表面的磁光测量获得的局域垂直场分布，借助于磁偶极矩与磁偶极矩激发磁场的关系，利用物理问题的对称性，由求解线性方程组的共轭梯度数学方法，反演二维情形下的电流密度分布。     

电弧特性及其对熔池形貌影响的数值模拟

通过电弧模型与熔池模型耦合数值模拟,研究了氩弧和氦弧特性及其对SUS304不锈钢钨极惰性气体保护（TIG）焊熔池形貌的影响.通过比较氩弧和氦弧的温度轮廓线以及阳极表面电流密度和热流密度分布发现,氦弧的径向距离比氩弧收缩明显,导致更多热量传递给阳极.模拟了氩弧和氦弧下浮力、电磁力、表面张力和气体剪切力分别对熔池形貌的影响.结果表明：不论是在氩弧还是在氦弧下熔池中表面张力是影响熔池形貌的最主要驱动力.在氩弧下,影响熔池形貌的另一个重要的驱动力是气体剪切力,而氦弧下则是电磁力.由于电磁力引起的内对流运动增加了熔深,从而导致相同氧含量时氦弧下的熔深和焊缝深宽比要高于氩弧下的熔深和焊缝深宽比.随着氧含量的增加,氩弧和氦弧下的焊缝深宽比均先增加而后保持不变.焊缝深宽比的模拟结果与实验结果符合较好. 关键词： 氩弧 氦弧 电弧特性 熔池形貌     

临界电流密度的分布对高温超导体中传输交流损耗的影响

基于Norris方程和Bean临界态模型,假定临界电流密度沿高温超导圆柱体半径的非均匀分布方式,从定量的角度研究了临界电流密度沿高温超导圆柱体径向分布方式的不同对传输交流损耗的影响.考虑临界电流密度沿径向的包括阶梯式和逐点变化式等多种分布方式,通过引进表征超导体内临界电流密度非均匀分布的强弱差异程度的无量纲参数λ推导出临界电流密度非均匀分布方式下高温超导体中传输交流损耗的解析表达式.结果表明临界电流密度阶梯式分布对损耗的影响和临界电流密度逐点变化式分布的情况在损耗曲线的变化趋势和量级上有明显的区别并且随着传输电流的增加临界电流密度的非均匀分布方式对传输损耗的影响也越显著.     

氧引入对气体熔池耦合活性TIG焊电弧的影响

气体熔池耦合活性TIG焊接方法是一种新型的活性焊接方法,该方法采用内外两层气体进行TIG焊,内层惰性气体保护熔池金属和钨电极,外层气体引入活性元素O,使焊缝熔深增加,并通过调节内外喷嘴的相对位置,简单方便地调节外层活性气体与熔池表面的耦合度,实现对焊缝成形和焊缝性能的控制。外层气体的引入对焊接电弧有着重要的影响,因此针对气体熔池耦合活性TIG电弧,采用Boltzmann作图法分析了外层气体为O2时不同耦合度下电弧等离子体的温度分布,在此基础上研究了电弧电压和电弧形貌的变化规律。结果表明,与普通TIG电弧对比,气体熔池耦合活性TIG焊时,外层气体引入氧可使电弧略有收缩,电弧中心温度升高,同时电弧电压上升;与内外层气体都为Ar的情况相比,外层采用O2对电弧的收缩作用更明显。当耦合度从0增加到2时,电弧中心温度和电弧电压都略有上升。在气体熔池耦合活性TIG焊中电弧收缩不明显,进行不锈钢焊接时熔深显著增加的主要机理不是电弧收缩。     

像素分割对LED电流密度及光照度分布的影响

将300μm×300μm LED芯片阵列化为间隔为20μm的3×3个80μm×80μm的子单元,阵列化后,总饱和光输出功率是未阵列化前的5.19倍,最大注入电流提高近7倍,表明阵列可以注入更大的电流和输出更高的饱和光功率。此外,采用多颗阵列化后的LED芯片形成的芯片组照明,得知芯片组间距为最大平坦条件dmax时,接收面上照度均匀性最佳;芯片组数越多,接收面上均匀照度的面积越大。同时,9颗300μm×300μm的芯片阵列化为9个80μm×80μm LED芯片后,以dmax排列照明相对于9颗未阵列化的300μm×300μm芯片以dmax排列照明时,接收面上的光照度均匀性不变,照度值提高了3倍。     

电磁力及其对MIG焊接熔池流场的影响

MIG焊接熔池具有不规则的表面边界,温度较高且分布极不均匀,在电磁力、浮力、表面张力等的作用下发生剧烈运动.基于熔池表面变形较大时电弧电流密度的双峰分布模型,建立了电磁力的计算模型.采用数值模拟技术研究了熔池中的流体力学行为,揭示了焊接工艺参数对熔池流场的影响规律.实验表明,计算与实测结果符合良好.     

工艺参数对铀表面铝镀层热应力分布影响

为了防止铀的腐蚀，采用在铀表面磁控溅射镀铝，但使用中发现铝镀层内产生了较大的应力，影响镀层结合强度及使用性能。通常认为，薄膜内的应力有热应力和生长应力两种。文中通过改变沉积温度、镀层厚度以及镀层力学性能分数，研究它们对镀层热应力分布的影响，从而为改善铀表面铝镀层内热应力分布提供理论依据。     

电流密度对镁合金微弧氧化膜层性能的影响

微弧氧化技术是近年来备受关注的一种新颖的表面处理技术。在镁合金的应用技术与开发研究受到了发达国家和政府部门的高度重视的时候，将做弧氧化技术应用于镁合金的表面处理以增强其耐蚀、耐磨性能，止引起人们的广泛关注。本文采用不同的电流密度在AZ91D铸造镁合金上制得氧化膜层．主要研究了电流密度对微弧氧化膜层厚度、硬度的影响规律；分析了膜层的相组成；并且对膜层的耐腐蚀性能进行了评价。     

热处理对NbTi合金临界电流密度的影响

研究了不同热处理次数、热处理温度、热处理时间和真实应变对 Nb50 wt%Ti 与 Nb46.5wt%Ti 合金 Jc 的影响.研究结果表明,适度升高热处理温度,增加最终真实应变,对 NbTi合金获得高 Jc 是有利的.经三次 420℃×40h 时效热处理的 Nb50%wtTi(Nb46.5 wt%Ti)合金,在5T 外场下,最佳 Jc 值达到3100 A/mm^2(3000A/mm^2).     

导体表面的电荷分布

从对称性角度出发讨论了导体表面的电荷分布问题，并对“电荷密度分布函数”的理论作了评述。     

PEMFC局部电流密度实验研究

使用基于电磁感应的燃料电池局部电流密度测试技术研究了质子交换膜燃料电池工作电压、反应气体流量等参数对局部电流密度分布的影响,探讨了影响的机理,展望了进一步研究的方向.     

几何外形和疏密分布对弹簧有效弹性常数的影响

本文首先通过理论推导,建立了计其本身质量的旋转体弹簧所满足的波动方程,运用能量法给出振动弹簧的有效弹性常数。然后导出了弹簧本身质量忽略不计的极限情况下弹簧有效弹性常数的表达式。最后运用泛函极值原理简单讨论了在固定材料以及外形下弹簧圈的疏密如何分布,使弹簧达到最大有效弹性常数的最优化模型。     

梯度表面能材料表面上液滴形状的数值模拟

本文建立了固体表面上静止液滴的势能方程,根据能量最小化原理,当系统总势能取得最小值时,液滴将处于平衡状态.采用有限元方法,将初始自由液面离散化,通过曲面上节点的虚拟位移,改变自由液面的拓扑结构,使系统总势能取得最小值,从而得到静止液滴的形状.并应用该方法对均质表面和梯度表面能材料表面上的液滴界面进行了数值模拟,得到了均质材料表面和梯度表面能材料表面上静止液滴的界面形状及分布.     

相对湿度和氧气浓度对滑动弧放电特性影响研究

本文通过检测背景气体不同含氧量和相对湿度下的放电电流强度和臭氧浓度,分析氧气和水汽对滑动弧放电特性的影响.结果表明,背景中氧气是臭氧的主要发生源,臭氧随氧气浓度的增大而增大.水汽的离解反应与臭氧发生反应存在竞争关系,同时其生成的OH粒子会与臭氧发生反应,因此水汽对臭氧的产生起抑制作用.由于氧气和水的电子结合系数都很高,水与电子还会发生离解结合反应,因此背景气体氧气浓度和水汽含量增大会减少等离子体区域的电子数量,降低放电电流强度.     

蚀刻表面面形的分析

采用一个有效的数学模型,分析了在蚀刻工艺中基底自身面形轮廓的曲线形状对基底局部区域的蚀刻速率产生的影响,并通过对数学模型的理论分析和计算机模拟得出受此影响而产生的面形形状,并将结果与实验进行对比.利用这个数学模型对使用离子束蚀刻制作单台阶光栅的台阶与沟槽部分的表面面形随时间的演变过程进行了计算机模拟分析,并通过把理论结果与在实验中得到的蚀刻表面在原子力显微镜(AFM)下拍摄的照片进行比较,结果说明这种模拟分析能够保证对该问题分析所要求的精度,从而也证明了理论模型的合理性和正确性.     

声子之间相互作用对磁场中表面极化子的诱生势的影响

研究极性晶体中电子与表面光学(SO)声子和体纵光学(BO)声子耦合弱的表面磁极化子的性质,采用线性组合算符和微扰法导出了极性晶体中表面磁极化子的有效哈密顿量。讨论了反冲效应中不同波矢声子之间相互作用对表面磁极化子诱生势的影响。     

生长温度、过冷度对InAsPSb外延层表面形貌影响的研究

本文采用恒温液相外延生长方法,研究了InAsPSb四元材料外延层表面形貌与生长温度、过冷度之间的关系.实验结果表明,生长温度、过冷度对外延晶体质量及表面形貌的影响较为明显,同时对其它因素的影响也做了分析.     

托卡马克中低杂电流驱动对不稳定性的影响

本文求解了稳定情形下的准线性动力方程，并计算了等离子体中异常多卜勒共振所激发的倾斜模的增长率或衰减率与低杂波能密度的关系，文中比较了感应电场相对于低杂电流驱动方向取正反两个方向的情形。