侧吹辅助气流对激光立焊5A90铝锂合金气孔影响

基于试验设计软件Design Expert V8设计试验，开展激光焊接5A90铝锂合金工艺试验，研究侧吹保护气流参数对焊缝气孔的影响规律，拟合侧吹流量、侧吹角度和等效气孔点数的函数图像，建立数学模型，优化保护气流参数，预测Ⅰ级焊缝保护气流参数范围。实验结果表明:侧吹气流的加入能明显抑制焊缝气孔，侧吹流量是显著因子，对气孔影响较大，随着流量的增加，气孔点数先增后减，在侧吹流量为5~7 L/min时有最小气孔点数；侧吹角度和交互项是不显著因子，在侧吹角度为20~30范围内，有一个较优值。气孔点数的最优响应模型为三阶模型，该模型拟合良好，经验证试验检验，模型误差范围小于10%，Ⅰ级焊缝易在侧吹流量为3~9 L/min，侧吹角度为15~52范围内获得。     

基于动态面搭接技术的直升机旋翼流场分析

为了进一步提高直升机旋翼流场计算的精度与效率,本文根据直升机旋翼的运动特点,发展了一种基于结构化网格动态面搭接技术及低速预处理技术的直升机旋翼流场的非定常数值分析方法。采用该方法分别对Caradonna-Tung、UH-60A旋翼模型的悬停流场及NASA某旋翼无升力前飞流场进行了数值分析;将计算所得的旋翼表面压力分布与风洞试验结果进行了对比,对旋翼的尾涡结构进行了相关分析。分析结果表明:本文所发展的方法具有较高的精度且计算速度快,并能够比较准确地捕捉直升机旋翼的尾涡结构,可以用于直升机旋翼流场的分析研究,从而为开展考虑挥舞及变距运动的直升机旋翼前飞状态非定常气动特性的研究奠定了基础。     

搅拌摩擦焊准稳态热力耦合过程数值模拟研究

搅拌摩擦焊接过程中的材料塑性变形流场与温度场对焊接接头的组织演化及最终的力学性能有着十分重要的影响,许多学者对此进行了大量的研究.近年来的研究结果表明,该过程是一个极其复杂的热力耦合过程,温度场与材料塑性变形流场之间具有相互耦合效应.运用流体力学和传热学原理对准稳态热力耦合过程进行了数值模拟研究,通过计算得到了焊件材料的流场和温度场分布,并设计了相关实验对温度场进行了验证,结果表明该计算结果可以较准确地描述搅拌摩擦焊准稳态热力耦合状态.     

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提出了一种利用ANSYS软件模拟单轴扩散焊过程的仿真计算方法,主要研究采用单轴扩散焊工艺制备聚变实验包层模块冷却管板中的管道变形问题,同时采用低活性马氏体钢进行了相关实验研究,并将实验结果与仿真结果进行对比以验证计算方法的可靠性。结果表明,在单轴扩散焊过程中,管道出现较大变形;仿真计算结果与实验结果吻合良好。这表明本方法将有助于单轴扩散焊制造冷却板的工艺改进。     

内装药管运动特性的理论计算

在圆管与圆管的爆炸复合研究中,需要对管的动态参数做定量的估计。本文从工程应用角度出发,将管看成由一系列微圆环组成,给出微圆环在爆炸作用下的运动规律,用准一维流模型给出管中爆轰产物流动方程,并考虑管材强度及管间空气阻力影响,建立了内装药管动态参数理论计算方法。用这种方法过几种材料进行了计算,其结果与实测结果符合良好。本文建立的方法对工程上的实际应用有参考价值。     

金属圆管在炸药滑移爆轰作用下的运动姿态

采用二维Ｌａｇｒａｎｇｅ数值摸拟方法，计算在管内装填岩石硝铰炸药滑移爆轰作用下，２０＃无缝钢管的运动过程，计算结果与用斜电阻丝法测量得到的结果基本相符。     

超声辅助搅拌摩擦焊仿真分析及实验

为解决传统的搅拌摩擦焊工艺存在的轴向压力过大、搅拌头易磨损、焊接表面存在缺陷等问题,设计了一种集搅拌头与夹心式纵扭超声振动换能器为一体的超声辅助搅拌摩擦焊工具头。对超声辅助搅拌摩擦焊工具头进行了模态分析与谐响应分析,确保换能器结构满足要求。应用仿真软件对超声辅助搅拌摩擦焊进行了流体场、温度场和声场仿真分析,验证了在搅拌摩擦焊过程中加入纵扭超声振动能够增强材料的软化率,提高焊接材料的塑性流动。搭建实验平台,进行了6061铝合金的超声辅助搅拌摩擦焊焊接实验。结果表明,纵扭超声的引入能够提高焊接过程中材料流动性,减小搅拌头的前进阻力和轴向压力,改善焊接表面质量。在焊头转速900 r/min、焊接速度1.4 mm/s、轴向压力2.6 kN、超声功率100 W时,焊接效果最好,能较好地应在铝合金、镁合金等焊接熔点比较低的轻金属焊接之中。     

核级阀门唇焊焊缝熔深的超声检测方法*

核电阀体唇焊焊缝熔深不足可能导致其在服役期内无预期断裂,由此引起的流质泄露将引起严重的安全事故。因此,极有必要在阀体焊接完成后进行熔深测量以保证足够的焊缝强度。本研究针对阀体唇焊缝粗糙余高曲面声学耦合差、熔深测量难的问题,提出基于喷水式超声聚焦检测技术的唇焊焊缝熔深测量方法。首先,根据核电阀体唇焊焊缝结构特点提出唇焊熔深的超声聚焦测量方法;其次,通过构建检测过程的有限元模型分析焊缝余高曲率对声场聚焦能力的影响,给出余高曲率各异的焊缝检测时的水距修正方法,以便在预定熔深范围内形成高能聚焦声场;最后,分析和提取与唇焊结构相关的检测信号特征,结合金相分析方法修正声速。研究结果显示：通过水距修正可改善焊缝曲率半径变化对聚焦声场的不利影响,曲率半径28.5 mm时焦区声压幅度仅下降11%,基于特征脉冲时间间隔及声速修正可测定焊缝熔深;与金相试验对比,绝对误差小于0.06 mm,满足核电阀门唇焊焊缝熔深测量的需求。     

考虑金属蒸汽的钨极惰性气体保护焊电弧与熔池交互作用三维数值分析

基于局域热平衡状态假设并考虑金属蒸汽的作用, 建立了钨极惰性气体保护焊电弧与熔池交互作用的三维数学模型. 电弧等离子体的热力学参数和输运系数由温度和金属蒸汽浓度共同决定, 并使用第二黏度近似简化处理金属蒸汽在氩等离子中的输运过程. 在考虑熔池流动时, 主要考虑了浮力、电磁力、表面张力和等离子流拉力的作用. 通过对麦克斯韦方程组、连续性方程、动量守恒方程、能量守恒方程和组分输运方程的耦合求解, 得到了金属蒸汽在电弧中的空间分布、电弧和熔池的温度场、速度场和电流密度分布等重要结果. 通过与未考虑金属蒸汽的结果对比, 研究了熔池上表面产生的金属蒸汽对电弧等离子体行为的影响, 以及电弧等离子对熔池行为的影响. 结果表明, 金属蒸汽主要富集在熔池上表面附近; 金属蒸汽对电弧等离子体有明显的收缩作用, 而对等离子速度和电势影响较小; 金属蒸汽的出现对熔池上表面速度分布和剪切力分布以及熔池形貌并无明显影响. 求解结果与已有的实验结果和计算结果符合良好.     

多芯NbTi/Cu复合棒的制造工艺改进和完善

本文是对传统制造工艺改进和完善,制造多芯NbTi/Cu复合棒研究实验.通过自设计制作一套组装工装成功两次组装8000芯NbTi/Cu复合大包套(φ220 mm×560 mm);利用非真空焊封工艺成功焊封多芯大包套;在挤压拉伸过程中增加了热等静压和扒皮工艺,提高了铜材洁净度及复合包套的填充系数;分析挤压过程中芯棒的变形行为规律:当包套填充系数＞93%时,挤压芯棒排列紧密,均匀变形;填充系数＜93%时,挤压芯棒出现不规则变形.