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激光金属沉积成形过程热应力的数值模拟

高技术通讯 2007年第2期17卷 142-147页

作者：龙日升刘伟军中国科学院沈阳自动化研究所沈阳110016 中国科学院研究生院北京100039

根据有限元分析中的“单元生死”技术，利用APDL编程实现了对多道多层激光金属沉积成形过程热应力的三维数值模拟。模拟采用了Gauss热源模型，并引入了沿长边的平行往复扫描方式。计算结果表明，熔池区域以及试样与基板相邻区域是高热... 详细信息

根据有限元分析中的“单元生死”技术，利用APDL编程实现了对多道多层激光金属沉积成形过程热应力的三维数值模拟。模拟采用了Gauss热源模型，并引入了沿长边的平行往复扫描方式。计算结果表明，熔池区域以及试样与基板相邻区域是高热应力区，试样内部的热应力较小；试样沿厚度增加方向的热应力在沉积过程中幅值很大并且以拉伸应力为主，是导致试样产生裂缝的主要原因；沉积过程中沉积开始的位置对热应力的分布和强度影响很大，同一沉积层首道各节点热应力值几乎是末道各节点热应力值的一倍。在与模拟过程相同的条件下，实际成形试样裂缝的产生和发展规律与模拟结果相符。

关键词：激光金属沉积成形热应力场数值模拟

Numerical Simulation of Multi-track and Multi-layer Temperature Field on Laser Direct Metal Shaping

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武汉理工大学学报 2006年第S3期28卷 1111-1116页

作者： long risheng~(1,2) LIU Weijun~1 (1.Advanced Manufacture Lab,Shenyang Institute of Automation,Shenyang 110016,China, 2.Graduate School,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100039,China) Advanced Manufacture Lab Shenyang Institute of AutomationShenyang 110016China Advanced Manufacture Lab Shenyang Institute of AutomationShenyang 110016China Graduate School Chinese Academy of SciencesBeijing 100039China

To improve the mechanical properties of the parts fabricated by Laser Direct Metal Shaping(LDMS),it is of great significance to understand the distribution regularities of transient temperature field during LDMS *** on the“el- ement birth and death”technique of finite element method,a three-dimensional multi-track and multi-layer model for the transient temperature field analysis of LDMS is developed by ANSYS Parametric Design Language(APDL)for the first *** the fab- ricated modal,X-direction parallel reciprocating scanning paths is *** the same process parameters,the simulation results show good agreement with the microstructure features of samples which fabricated by LDMS.

关键词： laser direct metal shaping transient temperature field numerical simulation

Numerical Simulation of Transient Thermal Stress Field for Laser Metal Deposition Shaping

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武汉理工大学学报 2006年第S3期28卷 1025-1030页

作者： long risheng~(1,2) LIU Weijun~1 (1.Advanced Manufacture Lab,Shenyang Institute of Automation,Shenyang 110016,China 2.Graduate School,Chinese Academy or Sciences,Beijing 100039,China) Advanced Manufacture Lab Shenyang Institute of AutomationShenyang 110016China Graduate School Chinese Academy of SciencesBeijing 100039China Advanced Manufacture Lab Shenyang Institute of AutomationShenyang 110016China

To decrease thermal stress during laser metal deposition shaping(LMDS)process,it is of great importance to learn the transient thermal stress distribution *** on the“element life and death”technique of finite element analy- sis(FEA),a three-dimensional multi-track and multi-layer numerical simulation model for LMDS is developed with ANSYS parametric design language(APDL)for the first time,in which long-edge parallel reciprocating scanning paths is introduced. Through the model,detailed simulations of thermal stress during whole metal cladding process are conducted,the generation and distribution regularities of thermal stress are also discussed in *** the same process parameters,the simulation results show good agreement with the features of samples which fabricated by LMDS.

关键词： LMDS FEA transient thermal stress field numerical simulation

扫描方式对激光金属沉积成形过程热应力的影响

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机械工程学报 2007年第11期43卷 74-81页

作者：龙日升刘伟军卞宏友邢飞中国科学院沈阳自动化研究所

为改善金属试样的成形质量,降低沉积过程的热应力,研究不同扫描方式下激光金属沉积成形过程中热应力的动态分布规律具有非常重要的意义。根据有限元中的'单元生死'技术,通过ANSYS参数化设计语言(ANSYS parametric design language,APDL... 详细信息

为改善金属试样的成形质量,降低沉积过程的热应力,研究不同扫描方式下激光金属沉积成形过程中热应力的动态分布规律具有非常重要的意义。根据有限元中的'单元生死'技术,通过ANSYS参数化设计语言(ANSYS parametric design language,APDL)编程研究了沿长边平行往复、沿短边平行往复以及层间正交变向平行往复等填充扫描方式对整个成形过程热应力的影响,详细探讨了各种扫描方式下Von Mises热应力、x方向热应力、y方向热应力以及z方向热应力的动态分布规律,并分析热应力产生和分布的原因。在与模拟过程相同的条件下,实际成形试验所得结果与模拟结果吻合较好。

关键词：激光金属沉积成形扫描方式热应力数值模拟

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钻孔冲击破岩掘进过程的数值模拟与工艺探讨

矿冶工程 2016年第2期36卷 14-18,22页

作者：李满红龙日升孙少妮长沙矿冶研究院有限责任公司湖南长沙410012 太原理工大学机械工程学院山西太原030024 山西省煤矿综采装备重点实验室山西太原030024 东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

为解决现有硬岩掘进方法进尺效率低的问题,提出了使用液压冲击设备进行超硬全岩巷道快速掘进的新工艺和新方法。通过APDL编程,利用＂生死单元＂对超硬岩体的钻孔冲击破碎过程进行了模拟和分析,并在锦州凌海白台子乡花岗岩采石场进行了... 详细信息

为解决现有硬岩掘进方法进尺效率低的问题,提出了使用液压冲击设备进行超硬全岩巷道快速掘进的新工艺和新方法。通过APDL编程,利用＂生死单元＂对超硬岩体的钻孔冲击破碎过程进行了模拟和分析,并在锦州凌海白台子乡花岗岩采石场进行了现场工艺试验。结果表明,钎杆冲击位置与钻孔的距离应控制在0.15~0.2 m,钻孔半径以0.035 m为宜。钻孔冲击破岩的效率约为无钻孔冲击破岩效率的4倍,钻孔冲击破岩可以实现硬岩掘进,但工艺还有待进一步优化。

关键词：钻孔冲击破岩硬岩掘进数值模拟工艺研究

不同基板预热温度对激光金属沉积成形过程热应力影响的研究

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制造技术与机床 2009年第4期 78-83页

作者：苏荣华刘伟军龙日升辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000 中国科学院沈阳自动化研究所先进制造技术实验室辽宁沈阳110016 中国科学院研究生院北京100039

研究不同基板预热温度对激光金属沉积成形过程热应力的影响,对于降低成形过程的热应力,抑制成形过程裂缝的产生,减小成形过程试样和基板的翘曲变形具有非常重要的意义。根据有限元分析中的"单元生死"技术,编程建立了基板预热对激光金属... 详细信息

研究不同基板预热温度对激光金属沉积成形过程热应力的影响,对于降低成形过程的热应力,抑制成形过程裂缝的产生,减小成形过程试样和基板的翘曲变形具有非常重要的意义。根据有限元分析中的"单元生死"技术,编程建立了基板预热对激光金属沉积成形过程热应力影响的三维多道多层数值模拟模型,详细分析了基板未预热和分别预热到200℃、300℃、400℃、500℃、600℃时对沉积成形过程VonMise’s热应力、X方向、Y方向以及Z方向热应力的影响。在与模拟过程相同的参数下,利用镍基合金粉末分别在基板未预热和分别预热到300℃、400℃、500℃、600℃时进行了成形试验,试验的结果跟数值模拟结果吻合较好。

关键词：激光金属沉积成形基板预热热行为有限元数值模拟

凹坑型织构对81107-TN推力圆柱滚子轴承干摩擦性能的影响

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轴承 2021年第8期 11-15,21页

作者：金志浩鞠子辰龙日升张义民沈阳化工大学装备可靠性研究所沈阳110142

为深入研究凹坑型织构对滚动轴承“外圈-保持架-滚动体-内圈”系统摩擦磨损性能的影响,以81107-TN推力圆柱滚子轴承为研究对象,通过在轴圈滚道表面制备凹坑型织构,在MMW-1A型万能摩擦磨损试验机上进行试验,揭示了不同凹坑直径(200,250,... 详细信息

为深入研究凹坑型织构对滚动轴承“外圈-保持架-滚动体-内圈”系统摩擦磨损性能的影响,以81107-TN推力圆柱滚子轴承为研究对象,通过在轴圈滚道表面制备凹坑型织构,在MMW-1A型万能摩擦磨损试验机上进行试验,揭示了不同凹坑直径(200,250,300μm)和深度(4,8,12μm)时轴承的干摩擦磨损行为,同时,结合试验前后滚道磨损表面的表征,探讨了凹坑型织构对推力圆柱滚子轴承摩擦磨损性能退化的影响。结果表明:凹坑织构化试验过程中在滚道表面形成一层尼龙膜保护接触面,减少轴承磨损量;但织构轴承的摩擦因数与无织构轴承的相近,甚至更大;当凹坑直径为300μm、深度为8μm时,与表面无织构轴承相比,织构轴承具有优异的耐磨性,磨损量可减少61.57%。

关键词：滚动轴承推力圆柱滚子轴承轴圈滚道表面织构干摩擦磨损量

锤头刃角对轮式破碎机锤轴组件破碎过程的影响

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矿业研究与开发 2019年第11期39卷 120-123页

作者：李文越龙日升袁红兵廉自生太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 煤矿综采装备山西省重点实验室山西太原030024

针对轮式破碎机工作中锤头磨损严重和锤头易松动脱落的问题,以PLM4000破碎机模型为基础,采用参数化建模的方法,建立了3种不同刃角角度的锤头,并利用ANSYS/LS-DYNA进行动力学仿真和分析,得到锤头与物料间接触的二向力和合力的时间历程曲... 详细信息

针对轮式破碎机工作中锤头磨损严重和锤头易松动脱落的问题,以PLM4000破碎机模型为基础,采用参数化建模的方法,建立了3种不同刃角角度的锤头,并利用ANSYS/LS-DYNA进行动力学仿真和分析,得到锤头与物料间接触的二向力和合力的时间历程曲线,以及锤头与锤体接触力的变差系数。分析结果表明:与现有的中刃角锤头相比,大刃角锤头和小刃角锤头与物料的接触力均值分别减小了4.5%和增大了6.69%;与锤体接触力的变差系数也随刃角角度的增大而减小,由小刃角的0.145降到大刃角的0.077,即增大刃角角度,可以显著降低锤头与锤体的载荷波动,这为破碎机锤轴组件的后续优化设计提供了重要参考。

关键词：轮式破碎机锤头接触力有限元仿真结构优化

沟槽型织构化圆锥滚子轴承保持架的动力学分析

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佳木斯大学学报（自然科学版） 2023年第5期41卷 50-52,123页

作者：金志浩王志慧龙日升王明沈阳化工大学装备可靠性研究所辽宁沈阳110142 中建安装集团有限公司江苏南京210046

为揭示织构化圆锥滚子轴承保持架的动力学行为,首先利用三维建模软件对轴承外滚道进行了径向沟槽织构化处理,沟槽的深度为50μm,宽度分别为54.59μm,233.27μm,466.52μm,对应周向角度分别为0.117°,0.5°,0.9°。沟槽条数为30,再利用Ad... 详细信息

为揭示织构化圆锥滚子轴承保持架的动力学行为,首先利用三维建模软件对轴承外滚道进行了径向沟槽织构化处理,沟槽的深度为50μm,宽度分别为54.59μm,233.27μm,466.52μm,对应周向角度分别为0.117°,0.5°,0.9°。沟槽条数为30,再利用Adams平台对织构化滚动轴承保持架质心运动轨迹进行了动力学仿真分析。结果表明:随着轴承内圈转速的提高,保持架质心的运动轨迹呈椭圆的趋势越明显,保持架稳定性也越高,在相同转速条件下,适当的织构参数可以降低保持架质心运动轨迹的波动性,织构宽度为233.27μm,对应周向角度0.5°的保持架质心轨迹波动最小,运行更为稳定。

关键词：圆锥滚子轴承沟槽 Adams 保持架