超声波辅助MIG焊接电弧的数值模拟研究

来源 :南昌大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yigenjin2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文是关于超声波辅助MIG焊接电弧的数值模拟研究,利用流体力学软件,结合磁流体动力学理论与Navier-Stokers方程,编译用户自定义方程UDF(User Define Function)进行二次开发,对常规MIG(Melt Inert-gas Welding)与U-MIG(Ultrasonic-assisted Melt Inert-gas Welding)焊接电弧进行了数值模拟。根据焊接平台建立了对应的数学模型,探究常规MIG焊与超声波辅助MIG焊的焊接电弧各项物理场的差异,并分析超声波振动对焊接电弧形态及物理场的影响与作用,为超声波复合焊接方法的进一步发展提供重要的理论依据与实验价值,为焊接过程的数值模拟方面提供有价值的参考。本研究采用的模拟软件为ANSYS 18.0,利用FLUENT模块建立超声波辅助MIG焊接电弧的数学模型,根据实际要求划分大小合适的网格,将编译好的二次开发程序利用FLUENT模块的外置接口UDF导入焊接电弧的控制方程中。在此基础上,施加参数固定的超声波,使用软件模拟不同电流条件下的焊接电弧,采集相关物理场数据。模拟结果分析表明添加径向超声波对焊接电弧具有压缩作用;温度云图表明超声波会提高电弧的温度及分布,但是随着电流增大影响作用在逐渐降低;同时也会改变电流密度与压力场的分布;电势模拟结果表明在相同电流条件下U-MIG焊的电压值降低,说明超声波对MIG焊具有积极作用。为了验证数值模拟的准确性,进行了相同焊接参数条件下的焊接实验。通过高速摄像机采集焊接过程中动态电弧图片,使用后处理软件对图片进行处理与分析。采集结果表明,添加径向超声波后焊接电弧具有明显的压缩现象,同时熔滴过渡周期缩短,熔滴的颈缩半径缩小。模拟结果与实验结果对比结果显示焊接电弧模型与模拟结果具有良好的可靠性与准确性,具有一定的参考价值。
其他文献
赣南脐橙Citrus sinensis Osbeck被称为“柑橘之王”,是江西省最具特色的农产品之一。脐橙外表鲜美、香味浓郁、口感酸甜,是世界上消费最多的水果作物之一、属于水果中的佳品。脐橙营养丰富,含有精油,类黄酮、类胡萝卜素、酚酸、柠檬苦素以及维生素等多种有益化学成分,具有抗癌、抗氧化、抗炎、抗突变,降胆固醇水平及调节免疫力等生理功效。脐橙成分的累积是一个动态的过程,其成分性质和含量会随着品种
中国是芝麻及其产品的第二大进口国,芝麻制品的风味则是影响消费者认可度的重要因素,而其独特的风味形成与热处理过程紧密相关。本文探讨了不同热处理条件下芝麻品质的改变,并着重研究了热处理条件对芝麻挥发性物质及脂质组成的影响,以期为阐释热处理过程中脂质参与风味形成的机制提供部分理论参考。主要研究内容如下:(1)以黑芝麻为原料,分别采用油浴、焙烤和微波等方式在不同强度下进行热处理,观察其对芝麻组成和芝麻粕抗
高内相乳液(HIPEs)作为一种内相高度浓缩的乳液体系已被广泛应用于食品领域。然而用于其制备的传统乳化剂(人工合成表面活性剂或无机固体粒子)在食品领域的使用常受工业化生产成本或潜在的安全隐患而被限,故而近年来绿色、安全和可持续的高内相乳液制备方式成为了食品领域的研究热点。多糖作为一种天然的食品组分以其来源丰富、生物相容性好而被广泛应用于食品行业,且其具有一定的两亲性,可用于乳液体系的制备和稳定。本
钛合金具有出色的低密度、高结构强度、优异的耐腐蚀性,以及高断裂韧性和良好的生物相容性,在航空航天、汽车制造、生物医学等领域都被广泛应用,已成为3D打印技术中最普遍的金属材料之一。其中TC4由于其优异的打印质量及重要的实际应用价值,在SLM领域被广泛研究。然而由于SLM设备尺寸和工艺的制约,SLM技术目前只能满足中小型复杂构件的制造,把小尺寸SLM零件连接成更大的零件有待进一步深入研究。在所有的连接
多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)是一类典型的III型铜蛋白,广泛分布于果蔬类囊体,在果蔬酶促褐变中扮演重要角色。因此,钝化PPO活性是控制果蔬褐变的有效途径。缓冲液这类模型体系为PPO的研究提供了极大的便利,但食品组分对PPO的影响被忽略,导致PPO在缓冲与实际食品体系中的抑制存在较大差异。果胶作为一种常见的食品组分在果蔬及其制品中广泛存在,探究果胶对PPO活性及酶钝化的
本文通过添加不同含量单一稀土Y和复合稀土Y、Sm元素来研究其对AZ91D镁合金微观组织和性能的影响,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等测试技术以及熔体超声工艺、热处理工艺等强化手段,分析稀土元素对AZ91D合金的作用机理,并探究出最佳的热处理工艺制度及获得最佳性能下的添加量。研究表明:复合添加稀土Y和Sm对AZ91D合金的作用效果明显好于单一添加稀土Y对AZ91D
稀土元素对镁合金的高温力学性能、成型性及耐蚀性都有较大的影响,微量钆(Gd)和钇(Y)元素的加入不仅能细化镁合金组织、提高合金强度,而且能改善镁合金的抗蠕变性能、耐蚀性及铸造成型性能。在Mg-Gd-Y合金中,Mg24Y5相和Mg3Gd相是最为常见的时效稳定相,它们与镁合金的界面直接影响合金界面性能和力学特性。本文用第一性原理密度泛函方法研究了Mg(001)/Mg24Y5(011)和Mg(001)/
超粗晶WC-Co硬质合金晶粒尺寸粗大,具有很高的断裂韧性、抗冲击性及热导率,在耐高温材料、耐腐蚀材料、耐磨材料等方面都有着广泛的应用。本文选取4种不同粒度的超粗W粉为原料,经高温碳化及烧结分别制备超粗WC粉和超粗晶WC-Co硬质合金。通过对比不同粒度W粉碳化后产物的相组成及组织形貌探究超粗W粉的碳化机理;通过对比超粗WC粉中添加不同含量的细WC粉以及不同Co含量的WC-Co硬质合金中WC晶粒形貌及
食盐和我们的生产和生活密切相关,可是大量摄入食盐势必会造成人体内钠的过量累积,从而诱发一系列相关的疾病。再加上中国本身的高盐饮食习惯。减钠就显得十分必要。在此基础之上,本文通过一些常用的感官评定的方法测定了氯化钠以及10种食盐替代物的咸味强度及口感特征,使用混料设计中的最优设计法复配了一种咸度、口感都较佳的低钠盐;依据不同味觉间的不同相互作用,使用三种不同类型风味优化剂对这种低钠盐进行了风味改良;
镁合金由于其六方密堆积结构(HCP)和活动滑移系统的数量有限,其薄板(如AZ31B)在环境温度下表现出极低的塑性变形能力,为了克服这些挑战,已经进行了一些成形工艺研究来解决这些问题,一种有效的解决方案是在高温下使用成形工艺,但是一般成本较高,因此,找到一种可替代的先进制造技术至关重要,该技术可以通过低成本,高效率地提高成形温度来极大地改善镁合金板的成形性和成形精度。本文提出了一种创新的摩擦热渐进成