6061铝合金激光焊温度场与应力场数值模拟研究

为了解决激光焊接铝合金对接接头的质量问题,本文采用热-结构耦合有限元技术,建立了在移动高斯热源作用下的三维激光焊接温度场和应力应变场的计算模型。首先,利用有限元软件MSC.Marc模拟焊接过程中试片级试样的温度和应力的变化及其变形情况;其次,研究试样瞬态温度场和应力应变场的变化规律及其分布特征;最后,探讨激光功率和焊接速度对接头质量的影响规律。试验中所选取的激光功率和焊接速度等工艺参数均通过数值模拟进行优化,并根据优化后的工艺参数完成激光焊接4 mm厚6061-T6铝合金平板对接试验。通过对焊接接头形貌的观察及分析进行热源校核,结果表明:仿真计算得到的焊接熔池边界温度达到6061铝合金熔点以上,且其形状分布与实际试验所得焊缝边界基本吻合,从而验证了模拟结果的准确性和可靠性。     

激光脉冲圈焊工艺研究与应用

基于有限元软件MSC.MARC软件平台Hypermesh软件模块仿真模拟了激光连续圈焊和激光脉冲圈焊的温度场分布,模拟结果表明:激光脉冲圈焊可有效控制被焊工件温度场分布,焊接热影响区小,为此采用激光脉冲圈焊工艺焊接簧片式电磁阀簧片组件.研究了激光焊接频率与焊点重叠率以及激光焊接速度与焊缝强度和焊点重叠率之间的关系,从而得出了激光脉冲圈焊焊接工艺规范,即激光峰值功率Pf--300 W,激光基值功率Pj=200 W,激光焊接速度v=3.33 mm/s,激光频率f=20 Hz等,采用该焊接规范焊接完成的簧片式电磁阀已经应用于嫦娥五号探测器推进分系统、轨道器子系统以及上升器推进子系统的液体动力装置之中,并已经完成了飞行和月球探测任务.     

电子束焊接熔池流场数值模拟研究

基于电子束焊接"钉型"焊缝特征,建立了高斯面和旋转高斯衰减体复合热源模型,采用ANSYS FLOTRAN CFD有限元软件,对焊接熔池流场进行了数值模拟,研究了熔池内液态金属在温度场作用下涡漩流动过程,电子束、熔池、液态金属蒸汽之间相互作用关系,电子束匙孔效应、匙孔壁能量传递方式,熔深方向液态金属流动机理等;将316L不锈钢热物性参数输入复合热源模型,通过仿真计算,得到了316L不锈钢焊接工艺规范,即加速电压为60 kV,电子束流为30 mA,焊接速度为8 mm/s,采用该规范焊接的316L不锈钢试件焊缝拉伸强度为425 MPa,满足设计要求。通过对比数值模拟与实际焊接结果表明:模拟熔池形貌与实际焊缝形貌一致,数值计算结果与焊接试验结果相吻合,从而证明复合热源模型是正确和适用的。     

激光-TIG复合焊接温度场和应力场的有限元分析

用旋转高斯曲面体热源模拟激光束作用、双椭球热源模拟TIG电弧作用,建立了激光-TIG复合焊接的有限元模型。基于建立的热源模型对厚3mmTC4钛合金板材的激光焊、TIG焊、激光-TIG复合焊接的温度场和应力场进行耦合分析,比较了焊接过程中工件的温度场和残余应力分布。结果表明：TC4钛合金激光焊接变形和残余应力实验结果与数值计算值吻合较好,证明了该组合热源模型的适用性。     

基于仿真模拟壳体缺陷机理分析及工艺改进

为了提高某型号发动机低压壳体铸件合格率,对壳体加工后轴承冷却孔缺陷问题进行分析,提出了工艺改进措施.采用内窥镜检查、剖切检查,确定缺陷形貌及产生位置,运用仿真模拟软件对原铸造工艺方案进行模拟,基于凝固过程仿真结果以及产品结构分析,确定了缺陷产生原因为温度场不协调及缺乏有效补缩源.针对缺陷产生原因提出工艺改进措施,改进冷...     

钛合金T型接头激光深熔焊温度场数值模拟

激光深熔焊接温度场分析对于焊接应力、变形与接头组织性能预测,优化焊接工艺,保证焊接结构的制造质量等方面具有重要意义。针对激光深熔焊特点,采用组合热源模型与瞬态有限元方法,通过确定合理的能量分配系数,依据熔池边界准则,对钛合金T型接头激光深熔焊的三维温度场进行了模拟研究。     

基于ANSYS对遥感器铝合金镜头低温环境试验技术的研究

为了给新型遥感器用铝合金镜头提供良好的模拟试验环境,针对较低的温度以及较高的温度均匀性要求,为提高试验可靠性和工作效率,采用仿真计算与试验相结合的方式。运用ANSYS软件详细分析试验过程中的三维温度场,预测整个过程的降温趋势,以提前发现试验中可能存在的潜在问题并做出有效的改进。同时开展低温条件下的试验验证。结果表明:仿真计算值与试验结果趋势相符。通过仿真分析提前预测潜在的问题并对试验方案做出改进,有助于提高试验的可靠性和效率,也为日后的各类金属镜头的低温试验奠定了基础、积累了经验。     

国外光学遥感成像系统仿真软件发展综述与思考

光学遥感系统仿真是一个复杂的系统工程,涉及多个交叉学科领域。遥感成像仿真需要严格按照成像的物理过程进行模拟,对各关键环节建立精确的模型,设计标准化的技术流程,最终完成基于地学、光学、大气科学、电子学、传感器设计等多学科和多技术领域交叉融合的系统集成。文章通过广泛调研国外光学遥感仿真软件的应用和发展现状,比较3种典型仿真软件的设计框架和技术路线,分析其发展趋势,为自主研发的光学遥感仿真模拟软件提供借鉴。     

使用简便的连续系统数字仿真软件Micro-CSS简介

此软件用C语言及汇编语言写成,在IBM-PC微机及其兼容机上运行。其功能已达到美国TUTSIM软件的水平。有关TUTSIM软件的介绍,请参阅《系统仿真》杂志1988年第二期。 Micro-CSS的特点是使用方便,其仿真工作的过程,类似于用模拟计算机解题的过程。使用模拟计算机解微分方程时,先要根据数学模型,设计出系统方块图,图中每个方块表示系统的某一部分功能。应用Micro-CSS对某一连续系统进行数字仿真时,也要根据系统的数学模型,先设计出方块图,再将方块图的内容按一定格式输入计算机,然后进     

薄壁筒体法兰焊接工装有限元仿真设计

在分析航天器薄壁筒体法兰焊接特点的基础上,对ansys软件进行了二次开发,同时基于最小变形的观点,采用间接耦合场的方法,对所建的焊接模型进行有限元热弹塑性分析;在有限元仿真设计过程中合理地处理了单元离散、有间隙板壳单元的连接、模型简化等问题;提出了采用有限元方法先进行定性分析后定量验证,从而实现仿真设计焊接工装的一般方法,此套工装设计已通过项目组专家论证,上海航天精密仪器研究所已投入制造。