陶瓷电极/钢扩散焊接残余应力模拟及工艺优化

发布时间：2022-01-17 05:49

　　石油测井是整个石油工业中最基本也是最重要的环节。井下环境具有高温、高压的特点,地磁、地电等外界环境也会产生较大的干扰,导致一般材料的传感器在井下作业时不能精确测量井下的数据。陶瓷材料的耐高温性能极好,且具有优良的耐磨性和耐化学腐蚀性能,陶瓷优异性能足够满足井下复杂工况的作业条件,所以陶瓷传感器在石油测井应用方面有极其广阔的前景。虽然陶瓷传感器的优点很多,但是关于陶瓷与钢的扩散焊接存在残余应力,在使用过程中残余应力的侵蚀,导致陶瓷电极会出现开裂的现象,导致测量数据不准确,给生产带来不利影响,因此研究陶瓷与钢扩散焊接的残余应力显得尤为重要。本文在综合国内外关于陶瓷与钢扩散焊接研究的基础上,主要分析讨论两种关于陶瓷与钢扩散焊接模拟形式,一种是接头元素扩散与反应层形成的模拟,一种是接头变形及应力行为的模拟。在通过研究对比之后,采用接头变形及应力行为的模拟方式模拟Al2O3陶瓷与45钢的扩散焊接残余应力变化以及进行工艺的优化。本文主要研究在不加中间层时,Al2O3陶瓷与45钢扩散焊接后的残余应力分布规律,通过对比三种方向的轴向应力以及三个平面下的剪切应力,确定最大的轴向应力以及最大的剪切应力,再... 

【文章来源】：长江大学湖北省

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 课题研究背景及意义
    1.3 陶瓷与金属焊接技术研究现状
    1.4 扩散焊接数值模拟技术进展
    1.5 研究目标及研究内容
第2章 Al_2O_3陶瓷与45钢残余应力的数值模拟
    2.1 引言
    2.2 热弹塑性有限元介绍
    2.3 Al_2O_3陶瓷/45钢扩散焊接的有限元模型
    2.4 残余应力与接头强度的关系
    2.5 本章小结
第3章 中间层的选择及制配方案
    3.1 引言
    3.2 不加中间层扩散焊接应力分布规律模拟
    3.3 单一中间层对扩散焊接应力分布规律模拟
    3.4 不同厚度下中间层应力分布规律
    3.5 复合中间层对对残余应力分布规律模拟
    3.6 本章小结
第4章 扩散焊接参数对残余应力分布规律模拟
    4.1 引言
    4.2 温度对扩散焊接残余应力分布规律模拟
    4.3 冷却速度对残余应力分布规律模拟
    4.4 不同冷却速度组合对残余应力分布规律模拟
    4.5 压力对残余应力影响的规律
    4.6 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
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本文编号：3594160