熱源特征對圓筒形工件局部熱處理效果的影響.pdf

1、鍋爐、壓力容器、壓力管道是在工業(yè)生產(chǎn)和人民生活中應(yīng)用最廣泛的三種特種設(shè)備，其主體結(jié)構(gòu)或主要部件絕大部分均為圓筒形焊接結(jié)構(gòu)。出于改善焊接接頭性能、消除殘余應(yīng)力等方面的考慮，經(jīng)常需對這些設(shè)備的焊接接頭進行局部熱處理。目前國內(nèi)外標準對于局部熱處理的規(guī)定差別很大，部分標準的規(guī)定缺乏可操作性，對于局部熱處理的研究也僅限于給定溫度場或熱流密度，未考慮熱源特征對局部熱處理效果的影響，因此限制了這些研究成果的推廣應(yīng)用。
　　 本文采用有限元模擬

2、技術(shù)對圓筒形工件局部熱處理問題進行研究。提出了實際熱源與理想熱源根本區(qū)別在于其在熱量輸出過程中存在時間和空間不均勻性的觀點，編制了相關(guān)APDL分析程序，并通過在分析模型中引入陶瓷層、空氣薄層和不同數(shù)目的電阻絲(加熱層)的方式對均勻熱源和非均勻熱源的特征進行了模擬和研究，得出了許多有價值的結(jié)論。研究結(jié)果表明，陶瓷層和空氣薄層的存在導(dǎo)致筒體溫度變化滯后于電阻絲的溫度變化。提出了溫度場不均勻度的概念，并指出在加熱面積和升溫速度相同的前提下，電

3、阻絲數(shù)減少會導(dǎo)致加熱區(qū)內(nèi)溫度場不均勻度加大。提出了最大相對輻射傳熱比的概念，并指出最大相對輻射傳熱比隨著電阻絲數(shù)的增加而逐漸減小，當電阻絲數(shù)大于30時，相對輻射傳熱比趨于常數(shù)，即輻射傳熱在總熱生成量中所占的比例不再受電阻絲數(shù)變化的影響。數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，非均勻熱源中電阻絲的布置情況對熱處理過程影響顯著，簡體內(nèi)外側(cè)的溫度、熱流密度、應(yīng)力曲線都存在圍繞均勻熱源對應(yīng)曲線波動的現(xiàn)象，但溫度、熱流密度、應(yīng)力的峰值都出現(xiàn)在布置電阻絲的位置。增加電阻