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《内蒙古工业大学》 2009年
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管板爆炸焊接试验研究及数值模拟

王呼和  
【摘要】: 大型工业热交换器,是石油、化工工业领域中的重要设备。散热管与定位钢板(管板)的连接是热交换器制造过程中的核心环节。大型工业热交换器的抗压性能和使用寿命与管与管板的连接质量有着直接的关系。传统的管板连接方式有管口熔融焊接、机械胀接、机械胀接-焊接结合等方法,这些方法虽然可以获得一定的连接强度和气密性,但连接面积小、连接效率低、使用寿命短等不足,难以达到热交换器预期抗压能力与使用寿命。 管板爆炸焊接技术是一种高能率特种焊接方法。采用此方法,可以数根散热管同时与管板起爆焊接。在参数和工艺准确的情况下,一次可同时完成数十根散热管、甚至全部散热管与管板的焊接,所以具有高效节能、生产效率高、连接质量好的工艺特征。 本文在检索和阅读大量国内外相关文献的基础上,进行了三种不同材质管板爆炸焊接的试验研究,并在试验工艺及参数基础上,建立了管板爆炸焊接的前期材料模型和有限元模型,最终,利用大型非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA进行了管板爆炸焊接数值模拟,实验结果与模拟结果表明: 1、爆炸焊接方法可以成功实现铜管—钢板、不锈钢管—钢板以及钢管—钢板的冶金结合,其结合区波形为理想的微波状态。这项技术为热交换器制造中的管板连接提供了一条节能高效的新途径。 2、通过实验结果,对已有管板爆炸焊接理论药量计算公式进行了必要修正。 3、数值模拟结果表明:在相同药层厚度条件下,起爆近点爆炸复合能量小于稳定爆轰时的能量,易出现爆炸焊接的边界效应,并制定了相应工艺措施消除这种边界效应对焊接质量的影响。 4、碰撞点压力与复管运动速度的数值模拟结果与理论计算结果误差小于5%,说明数值结果与实验结果基本吻合,对该项技术的实际工业应用具有一定的指导意义。 5、数值模拟结果较好地反映出,爆炸焊接过程的应力状态、及其焊接射流特征与接合面波形的基本形态。
【学位授予单位】:内蒙古工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TG456.6

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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【参考文献】
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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9 崔厚学;一种先进的轿车发动机喷油器制造关键技术的开发研究[D];华中科技大学;2011年
10 綦群芬;基于新一代GPS的表面形貌规范与认证信息系统的研究与实现[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张学武;基于磁控技术的TIG焊残余应力的研究[D];南昌航空大学;2010年
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【同被引文献】
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1 张登霞 ,李国豪;低炭钢爆炸焊接界面波与板材无量纲强度关系的试验研究[J];爆炸与冲击;1983年02期
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【二级引证文献】
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【二级参考文献】
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【相似文献】
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1 马劲红;张文志;陈伟;晁世萍;;波纹轨腰钢轨万能轧制有限元研究[A];2007中国钢铁年会论文集[C];2007年
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9 陈勇梅;黄西成;;流体动力学帽状剪切实验数值模拟[A];第七届全国MTS材料试验学术会议论文集(二)[C];2007年
10 吴迪;张建红;王静;雷明凯;宫野;;强流脉冲离子束辐照混合双层靶的数值研究[A];第九届真空冶金与表面工程学术会议论文摘要集[C];2009年
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7 本报记者 吴楠 通讯员 许家帅;数值模拟预测工程效果指导工程建设[N];中国交通报;2008年
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10 黄国联;竹节形扰流柱对换热效果的影响[D];南京航空航天大学;2007年
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