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激光-超高频感应复合沉积Inconel 625合金涂层凝固过程与微观组织研究
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作者 乔宇航 孙瑞 +3 位作者 刘淑琨 王晓岗 刘国梁 杨勇 《表面技术》 北大核心 2025年第11期144-158,共15页
目的研究激光-超高频(UHF)感应复合沉积过程中超高频感应热源对微观组织的影响规律。方法建立微观相场(PF)模型,对凝固过程中枝晶的生长进行数值模拟。采用熔池演化的宏观模型为微观相场模型提供凝固参数和流动条件,模拟沉积过程中枝晶... 目的研究激光-超高频(UHF)感应复合沉积过程中超高频感应热源对微观组织的影响规律。方法建立微观相场(PF)模型,对凝固过程中枝晶的生长进行数值模拟。采用熔池演化的宏观模型为微观相场模型提供凝固参数和流动条件,模拟沉积过程中枝晶的生长过程,评价激光-超高频(UHF)感应沉积工艺对枝晶生长的影响。结果在沉积过程中,随着超高频感应热源电流密度的增加,熔池固液界面的温度梯度和冷却速率逐渐增加。在电磁力的作用下,熔池中部产生了强烈的对流,其最大流速达到0.106 m/s。在枝晶生长模型中观察到,枝晶的生长速度出现周期性振荡现象,通过快速傅里叶变换(FFT)分析可知,在加入超高频感应热源后,枝晶的生长速度和振荡幅度均有所增加。此外,随着电流密度的增加,激光-超高频感应复合沉积层的一次枝晶臂间距逐渐减小。溶质分布结果表明,在激光-超高频感应复合沉积过程中,枝晶间Nb元素的平均质量分数从10.26%降至9.71%,且溶质分布更加均匀,这有助于提高枝晶间的过冷度,降低一次枝晶臂间距。最后,通过沉积实验对仿真结果进行了验证。结论随着电流密度的提高,激光-超高频感应复合沉积层具有更精细的微观组织和更弱的元素偏析。该工作为激光-超高频感应复合沉积过程中枝晶生长的模拟提供了一个有效的模型,为确定最佳沉积工艺参数提供了参考。 展开更多
关键词 超高频感应热源 电流密度 激光沉积 熔池模拟 相场模拟 枝晶生长
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发动机受热件热疲劳台架的感应加热特征 被引量:4
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作者 张卫正 魏春源 +2 位作者 郭良平 刘金祥 徐春龙 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期314-317,共4页
对发动机受热件加速热疲劳试验台架的感应加热特点进行计算分析。根据研究结果将感应加热热源简化为表面热流边界条件 ,建立了加热阶段零件内瞬态温度变化规律模型。借助于铸铁缸盖温度及其它试验数据的测试结果 ,对感应加热的加热热流... 对发动机受热件加速热疲劳试验台架的感应加热特点进行计算分析。根据研究结果将感应加热热源简化为表面热流边界条件 ,建立了加热阶段零件内瞬态温度变化规律模型。借助于铸铁缸盖温度及其它试验数据的测试结果 ,对感应加热的加热热流密度、台架所能达到的最大法向瞬态温度梯度等进行了计算分析。计算分析结果表明 ,通过选择适当的加热功率 。 展开更多
关键词 热疲劳 高频感应 热源 瞬态温度 发动机 试验台架
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基于电流源的超高频感应加热电路仿真分析 被引量:1
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作者 马莽原 石新春 +1 位作者 王慧 孟建辉 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1858-1865,共8页
固态超高频感应加热电源的主电路决定了电源的工作频段、工作方式和输出功率,选择一种合适的主电路对电源有决定性的影响。在参考E类电路和Boost升压斩波电路的基础上,采用能量守恒和傅里叶分解的方法,深入分析了一种新的电流源并联谐... 固态超高频感应加热电源的主电路决定了电源的工作频段、工作方式和输出功率,选择一种合适的主电路对电源有决定性的影响。在参考E类电路和Boost升压斩波电路的基础上,采用能量守恒和傅里叶分解的方法,深入分析了一种新的电流源并联谐振电路的工作原理,解析了该电路各个参数之间的数学关系,为该电路的应用提供了理论依据。针对不同的参数,利用Matlab/Simulink进行仿真,得出各个参数不同取值时的仿真波形,通过仿真波形得到的信息与理论分析进行对比,可以得知仿真结果完全符合理论分析,同时得到该电路达到最优工作状态的条件,证明了该电路的实用性。 展开更多
关键词 电流源 并联谐振 超高频 感应加热 仿真
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船用钢板高频感应加热热源简化计算方法 被引量:3
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作者 张正星 赵耀 +1 位作者 胡小才 杨振 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2018年第5期18-24,共7页
[目的]在钢板感应加热的数值计算中,通常采用磁热耦合计算方法。该方法虽然结果准确,但建立的模型非常复杂,且计算需耗费大量时间。为此,[方法]通过计算和理论推导,提出一种高频感应加热热源的简化计算方法,以一个空间函数形式的热源模... [目的]在钢板感应加热的数值计算中,通常采用磁热耦合计算方法。该方法虽然结果准确,但建立的模型非常复杂,且计算需耗费大量时间。为此,[方法]通过计算和理论推导,提出一种高频感应加热热源的简化计算方法,以一个空间函数形式的热源模型来代替复杂的电磁热耦合计算。使用COMSOL Multi-physics软件建立钢板静止式感应加热有限元模型,运用磁热耦合计算方法和简化方法分别计算钢板加热后的温度场,并对采用2种方法得到的温度场分布结果进行比较,以验证简化方法应用到热源模型的可靠性。[结果]结果表明,运用所提简化计算方法得到的热源模型具有可靠性。[结论]相比于磁热耦合的方法,采用热源简化方法计算钢板感应加热过程,可以有效缩短计算时间,且在钢板移动式感应加热的计算中,能很好地解决模型过于复杂、计算时间过长等问题。 展开更多
关键词 船用钢板 高频感应加热 热源模型 磁热耦合 简化计算方法
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基于简化热源的金刚石磨粒高频感应连续钎焊温度场仿真研究
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作者 李奇林 侯超鹏 +3 位作者 丁凯 任维彬 韩锦锦 雷卫宁 《工具技术》 北大核心 2023年第3期70-75,共6页
针对高频感应连续钎焊温度场有限元仿真多场耦合计算复杂、效率低的问题,提出一种基于高斯分布的高频感应钎焊简化热源模型代替复杂的耦合计算,该模型的参数与感应器结构尺寸以及加热率密切相关。通过与传统电磁场—温度场耦合模型以及... 针对高频感应连续钎焊温度场有限元仿真多场耦合计算复杂、效率低的问题,提出一种基于高斯分布的高频感应钎焊简化热源模型代替复杂的耦合计算,该模型的参数与感应器结构尺寸以及加热率密切相关。通过与传统电磁场—温度场耦合模型以及试验结果进行对比发现:相对于电磁场—温度场耦合模型,简化热源模型的网格数量和运算时间分别减少26.4%和44.6%,两者的计算结果误差最大为8.02%,而电磁场—温度场耦合模型获得的温度分布和加热曲线更接近试验测试结果;基于简化热源模型的高频感应连续钎焊温度场仿真结果与试验值之间的误差为10.1%,表明该模型能较好地预测移动感应加热的温度;移动感应钎焊仿真结果显示,扫描速度对工件残余应力的影响比较显著,而钎焊温度对工件残余应力的影响不明显。 展开更多
关键词 高频感应钎焊 温度场 简化热源模型 移动感应加热 数值仿真
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