重型运载火箭燃料贮箱FSW核心区温度监测

重型运载火箭燃料贮箱目前通常采用2219-T8高强铝合金,贮箱壁厚高达18 mm,采用搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)工艺实现筒段纵缝和环缝焊装,FSW核心区极值温度直接影响焊接质量,但由于搅拌头旋转、轴肩遮挡等原因导致FSW核心区温度获取困难.文中提出了一种FSW核心区极值温度在位表征方法,首先,基于Deform-3D建立了18 mm厚2219-T8铝合金的FSW温度场仿真模型,实现了18 mm厚2219-T8铝合金平板和环焊温度场表征;然后,基于温度场仿真模型,提取焊件表面特征点温度与核心区极值温度的数据集,采用支持向量回归机算法(support vector regression,SVR)建立FSW核心区极值温度预测模型;最后,红外热像仪实时测得焊件表面特征点温度,结合核心区极值温度预测模型,实现贮箱FSW核心区极值温度监测.试验结果表明,FSW核心区峰值温度监测相对误差<7.22%,核心区最低温度相对误差<9.54%,证实了FSW核心区极值温度监测方法的有效性.

搅拌摩擦焊核心区温度在线检测方法

提出了基于热图像的搅拌摩擦焊核心区温度检测方法,通过建立轴肩边缘焊材表面辐射度与电压的映射关系、热图像灰度与电压的映射关系,推导出轴肩边缘焊材表面温度与热图像灰度的关系.结合辐射热交换原理,得到了轴肩边缘焊材表面温度与核心区温度的关系,并求解得到搅拌摩擦焊核心区温度.实验对比验证了所建测温模型的正确性与可行性.

超级电容器恒流充放电热行为分析

超级电容器在循环充放电过程中,内部核心区是产热区域,实时监控核心区温度变化有着重大的意义。建立超级电容器电化学热耦合模型,通过有限元仿真软件结合实验验证产热模型的准确性,分析了超级电容器在不同电流、环境温度、循环次数对内部核心区温升的影响。结果表明:10 A电流循环充放电5次,核心区温度达到68℃;环境温度越高温度曲线波动越平缓,环境温度每上升10℃,内部核心区温升大约8℃;2 A电流循环充放电40次,内部温度温升分为迅速、缓慢和趋于稳定三个阶段,最后温度维持在41.4℃。