基于Workbench高斯移动热源的船舶艉轴管镗孔仿真

在大型船舶的加工制造中,艉轴管的加工精度对轴系安装质量尤为重要。艉轴管精镗阶段在整个加工中是精度要求最高的。影响精镗阶段加工精度的因素有很多,热影响就是其中之一。文中通过在Workbench中采用三维高斯移动热源的方法模拟镗刀镗削过程中的热影响效应,得到了精镗阶段艉轴管的温度分布情况,以及在该条件下艉轴管的热变形情况。

高斯移动热源预测焊接变形

以TX-18铁路道床吸污装置中的除尘系统角焊缝作为模型,选用Ansys模拟了除尘系统角焊缝焊接过程。通过瞬时温度场、焊接残余应力及塑性变形量云图,研究了焊接过程中对其变形量的影响。基于计算结果及实际焊缝长度考量,将反变形量控制在5~10 mm,并通过退火去除焊接应力后,可以将除尘系统的表面平整度均控制在2.5 mm以内,能够满足除尘系统设计要求。

高斯移动热源作用下的选区激光熔化近场动力学模型

对残余应力和变形的有效预测能够保证金属增材制造过程中的零件质量。基于网格的传统有限元法已经能够为许多增材制造过程建立相应的高保真度模型,但其在复杂的边界条件、大变形和裂纹扩展、界面运动和相变等问题的求解方面仍存在不足。提出了一个三维近场动力学模型,用于模拟激光增材制造过程中材料的温度场和变形。首先,模型主要考虑了激光增材制造的基本热物理过程,基于近场动力学方法对选区激光熔化过程中的热力耦合模型、粉末材料模型、热源模型等进行了建模;随后,通过多个单独的物理过程对模型进行验证,结果表明该模型稳定、准确,有望用于模拟激光增材制造过程;最后,将近场动力学模型用于模拟选区激光熔化单层制造过程并进行了分析。

移动热源问题的移动加权最小二乘无网格法

针对具有奇异性的高斯移动热源问题,基于无网格法和移动网格法的思想提出了移动加权最小二乘无网格法,节点能够在求解域中自适应地向解梯度较大的区域移动,从而更好地表征热源的温度分布.数值算例验证了算法的有效性.

车辆排气管法兰焊接变形的分析及优化

为避免排气系统管件与法兰焊接中法兰焊接变形过大影响后期排气管装配的密封性,通过建立有限元模型并使用移动高斯热源加载模拟法兰的焊接过程。在分析对比不同约束条件和不同焊接参数条件下法兰的温度场、应力、应变结果后,确定排气管生产制造过程中能够有效减小法兰焊接变形的方案。提出建议的焊接电流、焊接速度和热源半径,为排气管法兰焊接工艺优化提供理论依据。

激光辐照碳纤维石墨化的径向均匀性

基于激光石墨化技术对PAN基碳纤维的作用特点,采用有限元法,构建高斯移动热源模型,求解激光辐照移动碳纤维丝束在石墨化反应体系中的温度分布,以分析激光对碳纤维石墨化作用的径向非均匀性规律。结果表明,碳纤维丝束横截面内的温度分布主要取决于激光功率、光斑直径和走丝速度,增大激光功率、减小光斑直径和走丝速度,都能提高碳纤维温度。采用单侧激光加热时,丝束截面内存在较大的温差,而采用两个互为180°激光器同时照射时,温度分布差异减小,碳纤维石墨化程度在截面内分布更为均匀。

基于ANSYS的FDM工艺扫描速度设计研究

熔融沉积快速成型是一种重要的快速成型技术,针对成型件的成型精度问题,在分析了成型工艺参数的基础上,提出了对扫描速度进行深入研究.建立物理模型并进行网格划分,在ANSYS经典版的基础上,利用高斯热源移动技术,合理的描述出熔融沉积快速成型的形成过程,并进行模拟仿真.仿真结果表明:在成型过程中选择合理的扫描速度可以降低成型件的翘曲变形,是有效解决成型件的成型精度这一问题的途径,这将为以后的实际应用奠定理论基础.