厚壁件埋弧焊中频感应加热焊后热处理的多场耦合数值模拟
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 1 绪论 | 第10-20页 |
| 1.1 引言 | 第10-11页 |
| 1.2 焊接热过程数值模拟研究现状 | 第11-18页 |
| 1.2.1 焊接热过程 | 第11-13页 |
| 1.2.2 焊接应力、应变 | 第13-16页 |
| 1.2.3 电磁感应加热 | 第16-18页 |
| 1.3 课题研究的内容 | 第18-20页 |
| 2 焊接热力学及感应加热的理论基础 | 第20-33页 |
| 2.1 焊接温度场的理论基础 | 第20-25页 |
| 2.1.1 焊接传热基本定律 | 第20-21页 |
| 2.1.2 焊接温度场的基本方程 | 第21-22页 |
| 2.1.3 焊接热源 | 第22-25页 |
| 2.2 焊接应力应变的理论基础 | 第25-28页 |
| 2.2.1 屈服准则 | 第25页 |
| 2.2.2 流动准则 | 第25-26页 |
| 2.2.3 强化准则 | 第26页 |
| 2.2.4 热弹塑性理论 | 第26-28页 |
| 2.3 感应加热的理论基础 | 第28-31页 |
| 2.3.1 感应加热原理 | 第28-29页 |
| 2.3.2 集肤效应和渗透深度 | 第29-30页 |
| 2.3.3 邻近效应和圆环效应 | 第30-31页 |
| 2.4 有限元及ANSYS软件介绍 | 第31-32页 |
| 2.4.1 有限元法简介 | 第31页 |
| 2.4.2 ANSYS软件简介 | 第31页 |
| 2.4.3 ANSYS软件中的耦合场分析 | 第31-32页 |
| 2.5 本章小结 | 第32-33页 |
| 3 焊接温度场和应力场的数值模拟 | 第33-57页 |
| 3.1 厚板埋弧焊有限元模型的建立 | 第33-35页 |
| 3.1.1 三维有限元模型的建立 | 第33页 |
| 3.1.2 定义单元类型 | 第33-34页 |
| 3.1.3 材料属性设置 | 第34-35页 |
| 3.1.4 网格划分 | 第35页 |
| 3.2 边界条件及热源模型 | 第35-36页 |
| 3.2.1 边界条件和约束 | 第35-36页 |
| 3.2.2 焊接热源模型 | 第36页 |
| 3.3 移动热源的处理 | 第36-37页 |
| 3.4 焊接温度场计算结果及结果分析 | 第37-43页 |
| 3.4.1 整体温度场分布 | 第37-38页 |
| 3.4.2 各节点温度随时间变化历程 | 第38-43页 |
| 3.5 焊接温度场实验验证 | 第43-47页 |
| 3.5.1 热电偶测温基本原理 | 第43-44页 |
| 3.5.2 实验材料及装置 | 第44页 |
| 3.5.3 实验步骤 | 第44-45页 |
| 3.5.4 实验结果与分析 | 第45-47页 |
| 3.6 焊接应力场计算结果及结果分析 | 第47-53页 |
| 3.6.1 整体应力场分布 | 第47-48页 |
| 3.6.2 不同节点等效应力随时间变化曲线 | 第48-50页 |
| 3.6.3 不同路径方向应力曲线 | 第50-53页 |
| 3.7 焊接应力场实验验证 | 第53-56页 |
| 3.7.1 实验材料及装置 | 第53页 |
| 3.7.2 实验步骤 | 第53-54页 |
| 3.7.3 实验结果及分析 | 第54-56页 |
| 3.8 本章小结 | 第56-57页 |
| 4 焊后感应加热电磁-热-应力耦合模拟 | 第57-71页 |
| 4.1 有限元模型的建立 | 第57-60页 |
| 4.1.1 实体模型的建立 | 第57-58页 |
| 4.1.2 假设条件 | 第58页 |
| 4.1.3 单元选择 | 第58页 |
| 4.1.4 材料属性 | 第58-59页 |
| 4.1.5 网格划分 | 第59-60页 |
| 4.2 电磁计算结果与分析 | 第60-61页 |
| 4.2.1 磁场强度分布 | 第60-61页 |
| 4.2.2 磁感线分布 | 第61页 |
| 4.3 感应加热温度场计算结果与分析 | 第61-62页 |
| 4.4 感应加热过程应力场计算结果与分析 | 第62-67页 |
| 4.4.1 感应加热整体应力场分布 | 第62-63页 |
| 4.4.2 不同路径方向应力曲线 | 第63-65页 |
| 4.4.3 焊件感应加热前后残余应力场对比 | 第65-67页 |
| 4.5 感应热处理后残余应力场实验验证 | 第67-69页 |
| 4.5.1 实验材料及装置 | 第67-68页 |
| 4.5.2 实验方案 | 第68页 |
| 4.5.3 实验结果及分析 | 第68-69页 |
| 4.6 本章小结 | 第69-71页 |
| 5 大直径厚壁圆筒件焊前感应预热温度场的数值模拟 | 第71-81页 |
| 5.1 有限元模型的建立 | 第71-74页 |
| 5.1.1 电磁-热数学模型 | 第71-72页 |
| 5.1.2 条件假设 | 第72页 |
| 5.1.3 边界条件及网格划分 | 第72-73页 |
| 5.1.4 材料属性 | 第73-74页 |
| 5.2 感应加热温度场的模拟与分析 | 第74-80页 |
| 5.2.1 工件坡口设置 | 第74-75页 |
| 5.2.2 连续加热方式 | 第75-76页 |
| 5.2.3 间断加热方式 | 第76-78页 |
| 5.2.4 坡口对工件温度分布的影响 | 第78-80页 |
| 5.3 本章小结 | 第80-81页 |
| 结论与展望 | 第81-83页 |
| 参考文献 | 第83-88页 |
| 致谢 | 第88-89页 |
| 攻读硕士学位期间已发表（录用）论文 | 第89-90页 |
