常压下直流微等离子弧输出特性模拟研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第11-22页 |
| 1.1 研究目的及意义 | 第11页 |
| 1.2 等离子弧 | 第11-13页 |
| 1.3 等离子弧数值模拟研究现状 | 第13-21页 |
| 1.3.1 等离子弧模拟 | 第13-15页 |
| 1.3.2 焊接熔池模拟 | 第15-17页 |
| 1.3.3 等离子弧与熔池一体化模拟 | 第17-21页 |
| 1.4 本文主要内容 | 第21-22页 |
| 2 微等离子弧数值模拟基础方程 | 第22-27页 |
| 2.1 流体力学与麦克斯韦方程 | 第22-24页 |
| 2.1.1 连续性方程 | 第22页 |
| 2.1.2 动量守恒方程 | 第22-23页 |
| 2.1.3 能量守恒方程 | 第23页 |
| 2.1.4 麦克斯韦方程组 | 第23-24页 |
| 2.2 传热学方程 | 第24-25页 |
| 2.2.1 热传导方程 | 第24页 |
| 2.2.2 热对流方程 | 第24页 |
| 2.2.3 热辐射方程 | 第24-25页 |
| 2.3 COMSOL中等离子弧模型集成 | 第25-26页 |
| 2.4 本章小结 | 第26-27页 |
| 3 直流微等离子弧模拟 | 第27-57页 |
| 3.1 微等离子弧 | 第27-28页 |
| 3.2 脉冲直流微等离子弧模型 | 第28-34页 |
| 3.2.1 模型假设条件 | 第28页 |
| 3.2.2 边界条件 | 第28-31页 |
| 3.2.3 材料属性 | 第31-33页 |
| 3.2.4 网格划分与求解 | 第33-34页 |
| 3.3 脉冲直流微等离子弧随时间变化模拟结果 | 第34-43页 |
| 3.3.1 电势变化 | 第35-36页 |
| 3.3.2 电流密度分布 | 第36-38页 |
| 3.3.3 总热源分布 | 第38-39页 |
| 3.3.4 温度分布 | 第39-41页 |
| 3.3.5 速度与压力分布 | 第41-43页 |
| 3.4 喷嘴结构与工艺参数对微等离子弧的影响 | 第43-53页 |
| 3.4.1 喷嘴结构的综合作用 | 第43-45页 |
| 3.4.2 喷嘴孔径比 | 第45-47页 |
| 3.4.3 喷嘴工件距 | 第47-49页 |
| 3.4.4 阴极高度 | 第49-50页 |
| 3.4.5 电流大小 | 第50-52页 |
| 3.4.6 离子气流量 | 第52-53页 |
| 3.5 直流恒流微等离子弧的模型 | 第53-55页 |
| 3.5.1 放电模型 | 第53-54页 |
| 3.5.2 模拟结果 | 第54-55页 |
| 3.6 本章小结 | 第55-57页 |
| 4 微等离子弧温度分布实验验证 | 第57-70页 |
| 4.1 直流恒流微等离子弧的弧柱温度测量 | 第57-67页 |
| 4.1.1 光谱诊断方法 | 第57-58页 |
| 4.1.2 光谱测量过程 | 第58-59页 |
| 4.1.3 电子温度计算方法 | 第59-61页 |
| 4.1.4 电子密度计算方法 | 第61-62页 |
| 4.1.5 傅里叶变换法计算Stark展宽 | 第62-63页 |
| 4.1.6 光谱诊断结果 | 第63-67页 |
| 4.2 直流恒流微等离子弧的工件表面温度测量 | 第67-69页 |
| 4.2.1 红外热像仪工作原理 | 第67-68页 |
| 4.2.2 红外热像仪测量 | 第68页 |
| 4.2.3 工件表面温度测量结果 | 第68-69页 |
| 4.3 本章小结 | 第69-70页 |
| 5 总结与展望 | 第70-72页 |
| 5.1 总结 | 第70-71页 |
| 5.2 展望 | 第71-72页 |
| 致谢 | 第72-73页 |
| 参考文献 | 第73-78页 |
| 附录 攻读硕士学位期间发表文章 | 第78页 |
