学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

高强电场作用下金属材料电热效应的研究

作　者: 曹志佳
导　师: 白彦华；王瑞春
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 数值模拟 脉冲电流 温度场 微观组织
分类号: TG111
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 25次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


高强电场作用下,金属材料的微观组织可以得到显著细化,45钢等还会出现组织愈合等现象,是一种具有广泛应用前景的新型金属材料处理技术。本文基于有限元分析方法,对金属合金材料在高强电场作用下,电热效应引发的温度场变化规律进行了数值模拟,并与实验结果进行对比。重点研究通过数值模拟技术,优化脉冲电流实验参数,同时初步分析电热效应对其微观组织的影响,为更深入的理论分析及后续实验提供数据支持。温度场是研究金属材料微观组织、各种力学性能重要参考指标,正确并且符合实际情况的边界条件是温度场分析的关键。本文对AZ91镁合金、H70黄铜及45钢在不同参数脉冲电流作用下温度场分布进行了细致的研究。实验发现,用适当的电流参数的脉冲电场作用AZ91镁合金时,其中第二相组织具有细化迹象。基于有限元分析法,对三种合金在脉冲电流作用下的温度场分布进行数值模拟分析,可以优化实验方案,提高实验效率。对脉冲电流作用于AZ91镁合金实验的温度场分布进行数值模拟,建立了脉冲电流数值模型,当脉冲电流最大电流密度为jm?3.4kA/mm2时,得出与实际实验相符的试件中间部分的温度及金属材料内部的温度升高规律,并对电热效应的影响机理进行初探。另外选取了H70黄铜、45钢多种合金材料作为研究对象进行模拟计算验证,模拟结果与实验结果基本相符。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章 绪论  9-17
  1.1 材料加工过程的非平衡处理技术  9-10
  1.2 脉冲电流对金属材料微观组织影响的应用研究  10-11
  1.3 数值模拟技术的研究现状  11-13
    1.3.1 数值模拟技术应用于金属材料热处理过程的研究进展  12
    1.3.2 数值模拟技术应用于铸造领域的研究进展  12-13
  1.4 有限元分析法及有限元软件  13-15
    1.4.1 有限元分析法简介  13
    1.4.2 有限元分析法的基本思想及特点  13-14
    1.4.3 通用有限元软件介绍  14-15
  1.5 选题的目的和意义  15-17
第二章 脉冲电流对金属合金微观组织的影响  17-23
  2.1 脉冲电流对AZ91 合金微观组织的影响  17-19
    2.1.1 实验方法  17-18
    2.1.2 实验结果与讨论  18-19
  2.2 脉冲电流作用下45 钢的裂纹的愈合  19-23
    2.2.1 实验方法  19-20
    2.2.2 实验结果与讨论  20-23
第三章 脉冲电场作用下AZ91 合金温度场的数值模拟  23-37
  3.1 相变问题的有限元分析及处理方法  23-24
  3.2 基于相变问题的轴对称温度场的有限元分析  24-25
  3.3 脉冲电流求解模型的建立  25-27
  3.4 脉冲电流作用下AZ91 温度场的数值模拟  27-32
    3.4.1 前处理模块  27-30
    3.4.2 基本假设  30-31
    3.4.3 初始条件与边界条件的处理  31
    3.4.4 加载与求解  31
    3.4.5 后处理模块  31-32
  3.5 模拟结果与实验结果的对比分析  32-33
  3.6 电热效应对AZ91 微观组织的影响分析  33-37
第四章 脉冲电场作用下黄铜H70 合金温度场的数值模拟  37-43
  4.1 脉冲电流对冷加工黄铜H70 组织的细化  37-38
    4.1.1 实验方法  37-38
    4.1.2 实验结果与讨论  38
  4.2 前处理阶段  38-39
  4.3 加载与求解  39-41
    4.3.1 初始条件与边界条件的加载  39-40
    4.3.2 施加载荷与求解  40-41
  4.4 模拟结果与实验结果的对比分析  41-43
第五章 脉冲电场作用下45 钢温度场的数值模拟  43-50
  5.1 实验数值模型的建立  43
  5.2 前处理阶段  43-44
  5.3 加载与求解  44-46
    5.3.1 初始条件与边界条件的加载  44-45
    5.3.2 加载与求解  45-46
  5.4 模拟结果与实验结果的对比分析  46-48
  5.5 电热效应对45 钢微观组织的影响分析  48-50
第六章 结论  50-52
参考文献  52-56
在学研究成果  56-58
致谢  58

相似论文

  1. LNG系统中工作压力设定依据与换热器正交试验设计,TQ051.5
  2. 新型银基无镉中温钎料组织性能的研究,TG425.2
  3. 高强度钢板冲压件回弹的研究,TG386
  4. 筒形件可控径向加压充液拉深数值模拟与实验研究,TG386
  5. 硬质合金与钢连接工艺及机理研究,TG454
  6. 基于温度变化的润滑脂对接触疲劳寿命影响的研究,TH117.22
  7. 具有非对称端壁的涡轮叶栅气膜冷却数值研究,V231.3
  8. 复杂形体的高速气动对流及耦合换热研究,V215.4
  9. 轨道交通引起周围环境竖向振动的振源特性分析,U211.3
  10. 碾压混凝土拱坝温度应力仿真分析与分缝设计研究,TV642.2
  11. 混凝土高拱坝三维非线性有限元坝肩稳定分析研究,TV642.4
  12. 循环流化床内颗粒聚团的传热特性研究,TK124
  13. 生物质直接再燃的数值模拟,TK16
  14. 670t/h四角切圆锅炉炉内煤粉燃烧过程的数值模拟,TK224.11
  15. 1000MW超超临界褐煤锅炉炉内燃烧过程的数值模拟,TK224.11
  16. 喷动床内气固两相流动特性的研究,TK173
  17. 周向浓淡旋流燃烧器空气动力场的试验研究及数值模拟,TK223.23
  18. 中心回燃式燃烧室燃烧特性研究,TK223.21
  19. 迷宫式汽封和薄叶式汽封的数值模拟与对比分析,TK263.2
  20. 熔融碳酸盐燃料电池内流动过程数值分析,TM911.4
  21. 三峡库区水环境中营养盐磷分布规律的数值研究,X832

中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属学（物理冶金） > 金属物理学
© 2012 www.xueweilunwen.com