基于有限元的真空钎焊金刚石线锯的温度场的数值模拟

发布时间：2017-03-28 02:01

  本文关键词：基于有限元的真空钎焊金刚石线锯的温度场的数值模拟，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文围绕真空电阻加热炉真空钎焊的温度场进行了研究,借助数值模拟软件并结合传热学理论知识对真空钎焊过程的温度场的分布特性进行了分析。根据温度场的分布规律设计了一种多孔金属罩来改善温度场的不均匀性,并通过仿真和试验来验证该方案的可行性。本文完成的研究工作主要包括:(1)对真空炉钎焊过程的三维温度场进行仿真,分析真空钎焊炉内温度场的分布特性,获得了真空炉钎焊过程中温度场的分布规律。(2)对真空炉钎焊过程的二维温度场进行仿真,分别研究了温度场在圆柱形炉腔内沿径向、切向和轴向的分布规律,结合传热学理论知识,分析了温度场不均匀性的根本原因。(3)根据温度场的分布规律并结合传热学理论知识,设计了一种多孔金属罩,并分析了加热过程中,多孔金属罩内温度场的分布特性。通过仿真,确定多孔金属罩设计的优化方案。(4)制作多孔金属罩,在加热温度曲线相同的条件下,进行了罩内钎焊及常规钎焊金刚石线锯实验研究。对两组金刚石线锯焊后形貌和磨损实验结果进行对比分析,结果表明多孔金属罩能够改善真空钎焊温度场的不均匀性,有利于提高真空钎焊金刚石工具的良品率。
【关键词】：真空钎焊 金刚石线锯 温度场 多孔金属罩 数值模拟
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG454
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注释表11-12
• 第一章 绪论12-19
• 1.1 钎焊金刚石工具制备方法与制备设备12-14
• 1.2 温度场分布的研究现状14-16
• 1.2.1 温度场分布的传统研究15
• 1.2.2 温度场分布的数值模拟研究15-16
• 1.3 金刚石工具真空炉中钎焊存在的问题16-17
• 1.4 本文研究的主要意义及内容17-19
• 1.4.1 本文研究的主要意义17
• 1.4.2 本文研究的主要内容17-19
• 第二章 真空钎焊炉三维温度场数值仿真19-32
• 2.1 传热学基本理论19-21
• 2.2 ANSYS热辐射模块21-22
• 2.3 真空钎焊炉三维建模22-25
• 2.3.1 真空钎焊炉设备22-24
• 2.3.2 真空钎焊炉三维模型的简化和建立24-25
• 2.4 真空钎焊炉三维温度场仿真25-31
• 2.4.1 真空钎焊炉传热数学模型25-26
• 2.4.2 真空炉常用测温方法26-27
• 2.4.3 真空钎焊炉三维温度场仿真分析27-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 真空钎焊炉温度场与改善不均匀性方案研究32-52
• 3.1 真空钎焊炉炉温不均匀性32-33
• 3.2 真空钎焊炉二维温度场仿真33-41
• 3.2.1 径向二维温度场仿真33-37
• 3.2.2 切向二维温度场仿真37-39
• 3.2.3 轴向二维温度场仿真39-41
• 3.3 温度场均匀性方案设计41-42
• 3.3.1 锥形金属屏反射方案41
• 3.3.2 多孔金属罩方案41-42
• 3.4 多孔金属罩具体方案设计42-51
• 3.4.1 金属罩开孔数目对温度场均匀性的影响43-45
• 3.4.2 金属罩开孔直径对温度场均匀性的影响45-47
• 3.4.3 多孔金属罩对切向温度场的适用性47-48
• 3.4.4 多孔金属罩对轴向温度场的适用性48-51
• 3.5 本章小结51-52
• 第四章 多孔金属罩对温度场均匀性改善效果的试验研究52-62
• 4.1 钎焊金刚石线锯的制作52-55
• 4.1.1 线锯基体的选择52-53
• 4.1.2 金刚石磨料的选择53
• 4.1.3 钎料的选择53-54
• 4.1.4 钎焊金刚石线锯制作工艺54-55
• 4.2 多孔金属罩的制作55-57
• 4.2.1 多孔金属罩整体要求55-56
• 4.2.2 多孔金属罩的制作工艺56-57
• 4.3 钎焊金刚石线锯对比试验分析57-61
• 4.3.1 实验方案设置57-58
• 4.3.2 微观形貌分析58-60
• 4.3.3 磨损实验分析60-61
• 4.4 本章小结61-62
• 第五章 总结与展望62-64
• 5.1 本课题取得的主要成果62-63
• 5.2 真空钎焊炉温度场数值模拟的进一步展望63-64
• 参考文献64-67
• 致谢67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 邵明嘉;肖冰;王波;;金刚石工具真空钎焊加热温度场仿真分析[J];粉末冶金材料科学与工程;2015年04期

2 姚费杰;陈乐生;张玲洁;金琪姿;沈旭;申乾宏;樊先平;杨辉;;固相烧结炉温度场分布模拟[J];电工材料;2014年01期

3 周厚军;陈秀敏;杨斌;李亮;戴永年;;氧化铝真空碳热还原炉瞬态温度场模拟计算[J];真空科学与技术学报;2012年10期

4 郭兆翠;陈燕;苏宏华;傅玉灿;;铜锡钛合金真空钎焊金刚石的界面微观结构[J];机械工程材料;2012年06期

5 李斌;杨志波;;采用有限元法对激光钎焊温度场的分析与模拟[J];河南科技学院学报(自然科学版);2011年05期

6 张西军;;电阻加热炉炉温均匀性差的原因及解决办法[J];金属热处理;2011年09期

7 严爱军;;基于ANSYS的250t转炉温度场有限元仿真分析[J];武汉科技大学学报;2010年03期

8 方啸虎;刘瑞平;温简杰;;钎焊金刚石工具制备的研究现状和进展[J];超硬材料工程;2009年02期

9 钟茅;邹吾松;;真空铝钎焊过程温度场的有限元数值仿真[J];航空精密制造技术;2008年06期

10 赵雨涛;康慧;曲平;;真空钎焊炉加热体的数值模拟[J];工业加热;2008年01期

  本文关键词：基于有限元的真空钎焊金刚石线锯的温度场的数值模拟，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：271457