一、超快速强热流加热半无限体瞬态温度场理论分析（论文文献综述）
马彤辉[1]（2016）在《涂层基体在脉冲激光辐照下的非傅里叶效应分析》文中进行了进一步梳理近年来随着超短脉冲激光加工技术的飞速发展,在纳微尺度传热的研究越来越重要。涂层技术是改良基体物理性能的有效手段,在计算机集成电路板和航天工业等领域广泛应用。大量实验表明超快速纳微尺度的加热情况非傅里叶效应不能忽略。本文基于非傅里叶Cattaneo-Vernotte方程导热理论,研究了涂层基体在强激光辐照下的非傅里叶效应。将涂层结构抽象为具有一定厚度的薄层和无限厚度的半无限体的一维情况,运用拉普拉斯积分变换的方法,推导出脉冲激光热流作用薄层半无限体温度场应力场的L氏域解析解,采用加速收敛反演积分的数值方法,使用MATLAB编程计算得到结果。主要取得的成果如下：（1）激光强度在加热范围内,薄层半无限体在脉冲热流作用下,温度随时间的推移而升高,呈现出明显的波动性。温度场的分布与材料的热弛豫时间、入射热流脉宽等有关。热弛豫时间越大,非傅里叶效应越明显；脉宽越大,温度的波动幅度较大。（2）在正弦脉冲热流作用下,薄层半无限体中会出现拉压应力。应力最大值出现在半无限体中距界面约1倍薄层厚度位置处,应力最大值约为薄层与半无限体界面处应力峰值的2倍。增大薄层厚度有利于减小半无限体中的应力峰值,但不能消除。
王红曼[2]（2014）在《非稳态及泛傅立叶效应传热计算新模型及其程序化》文中研究说明目前常用的计算非稳态温度场的数值方法有有限差分法、有限单元法等,而上述方法在求解复杂热载荷、几何形状边界条件的传热问题时往往存在较大的计算误差。更重要的是，在高强度瞬态热传导过程中，现有的数值计算方法不能有效地解决一般热边界上高温度梯度或加热速率过快等问题。故，本文提出了一种递推加迭代复合运算新方法以提高非稳态热传导温度场的计算精度。（1）采用有限差分法计算非稳态温度场。首先按照经典热传导理论推导不同差分格式下的差分方程。然后结合VB编程，分析不同差分格式在求解瞬态温度场时产生振荡的原因，探讨了不同的差分格式计算精度问题。（2）对差分引起计算误差进行分析总结，提出递推-迭代复合运算新模式。首次增加了时间域上的迭代环节。根据加权余量原理，推导了瞬态热传导的递推-迭代有限元格式。从理论上为提高非稳态及非傅里叶效应热传导计算精度进行了更直接的判定。（3）利用Fortran语言开发满足非稳态热传导以及非傅立叶效应传热的计算机程序，并结合具体算例，通过验证程序的正确性来讨论计算新模式在计算非稳态温度场问题上的优越性。
邹玉[3]（2011）在《超急速爆发沸腾汽泡形核分子动力学研究》文中研究指明微尺度爆发沸腾是在瞬态高热流作用下引发的一种超常沸腾现象,它的主要特征在于液体快速加热至高度过热,从而导致急速爆发式的汽泡核化与增长,大量微小汽泡以气泡群的形态出现,体现出明显异于常规沸腾的气泡生长变化特征,常见于各类传统的冶金、化工及激光融敷、激光清洗、微电子机械等现代高新技术领域。由于传递过程中超常现象的出现,使经典理论与常规实验测试技术面临巨大挑战,从而使人们对其微观机理的认识还非常有限,对其中的超常现象尚不能给出合理解释与恰当描述,现有的实验与理论结果不能较好用于指导实践等。本文采用分子动力学模拟方法,研究了激光加热条件下液氮和水爆发沸腾汽泡形核过程以及硅半导体薄膜热量输运过程。在液氮爆发沸腾均相形核模拟中,传入高能分子团簇的热量、形核体系的初始平衡温度、高能分子团簇尺寸对于形核过程中传入热量向体系的势能转化有着非常重要的作用。形核体系的势能变化在汽泡形核的初始阶段迅速增长,随后在一个固定势能值附近波动。在汽泡形核后期,系统势能变化缓慢增长。在汽泡形核过程中,较低的初始平衡温度、较小的高能分子团簇尺寸和较大的传入模拟体系的热量,均会导致沸腾形核体系中势能发生较大的变化。在水分子系统爆发沸腾汽泡形核过程中,体系势能随传入热量的增加而增加。系统势能随高能分子团簇底面半径的增加而增加,高能分子团簇底面半径加大与起始平衡温度升高均有利于水分子体系发生爆发沸腾形核。每两个水分子之间的库仑力导致了水与液氮系统能量转化率的不同。氢键带来的强相互作用,使水比液氮更难发生爆发沸腾形核。这也使爆发沸腾形核过程中液氮的能量转化率比水高很多。在有固体壁面参与的纳米尺度液态水爆发沸腾汽泡形核中,探索发展了强非平衡态条件下爆发沸腾形核三维分子动力学模型,探讨分析了水与液氮爆发沸腾过程中高能分子团簇的均相形核机制与能量转换过程特性及各因素的影响规律,得出水与液氮爆发沸腾形核过程的本质区别与联系；基于刚性水分子模型与固壁简谐作用势分子层模型,尝试对采用固壁加热的爆发沸腾形核过程进行了三维分子动力学模拟,采用虚拟粒子方法对形核体积进行了测定,并对水分子系统的半径分布函数及温度与压力演变过程进行了统计计算,得出不同条件下气泡生长速率、半径分布函数、形核率及温度与压力等的变化规律,从新的角度揭示了强非平衡态条件下超急速爆发沸腾核化机理与动态演变特征。在激光加热下纳米硅导体薄膜导热特性分子动力学模拟中,半无限大硅薄膜热流方向的厚度为32.3nm,40.4nm,48.4nm,60.5nm,75.6nm。沿薄膜热流方向上不同深度的内热源分布模拟了激光在半导体内部的沉积作用。计算了温度分布、压力分布和内部质心位移分布。计算结果表明,平均压力呈现出周期性振荡,热流方向上的应力分布与净热流分布呈现出相同的周期性分布趋势。这表明应力与净热流分布存在密切关系。
付天亮[4]（2010）在《中厚板辊式淬火机冷却过程数学模型的研究及控制系统的建立》文中提出中厚板辊式淬火机因其具有冷却强度高、冷却均匀性好及多功能冷却等特点,因此在国内外中厚板淬火过程中成为首选设备形式。由于中厚板淬火工艺复杂、控制难度大,所以必须开发精确的冷却数学模型及相应的控制系统,以实现淬火过程的精确控制。本文以东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室（RAL）自主研发的中厚板辊式淬火机为研究对象,针对中厚板淬火工艺特点,建立水冷过程、汽雾冷却过程、空冷室强风冷却过程数学模型及淬透层深度预测模型。在此基础上,构建辊式淬火机过程控制系统,实现我国自主开发辊式淬火机的自动化、精确化控制,进而提高中厚板的综合性能质量。论文主要工作和成果如下：（1）本文根据射流冲击换热理论,对不同喷嘴形式下钢板表面努塞尔数（Nu）分布规律进行了研究,通过引入交互作用影响函数,建立了钢板温降与冷却强度、冷却时间等参数之问的定量关系,进而给出了各水冷段的综合换热系数模型,同时对影响淬火模型计算精度的主要因素进行了详细的分析,在此基础上,建立了淬火机射流冲击水冷模型,制定了多冷却段组合策略,明显提高了模型的计算精度。实现了不同喷水形式的辊式淬火机淬火过程温度、组织的精确控制。（2）利用现场实测数据,通过气液两相流耦合计算,建立了喷射角和喷射参数计算模型。通过钢板表面换热规律的研究,发现稳定的膜态沸腾是汽雾冷却的主要换热形式。在研究板厚、辊速及水量等参数对汽雾冷却换热系数的影响规律的基础上,基于大容器膜态沸腾理论,建立了汽雾冷却换热系数模型,进而给出了水-气喷射模型和汽雾冷却换热模型,使汽雾冷却在中厚板离线热处理领域得到成功应用,为薄规格钢板淬火提供了新的途径。（3）通过对空冷室结构特点的分析,指出气体射流冲击换热是其主要换热形式。在此基础上,提出了利用过程离散化分析方法解决循环介质的喷射参数计算和钢板表面换热等问题。通过分析钢板表面Nu分布与板厚、雷诺数（Re）、气体喷射量、喷嘴排布方式等因素的关系,给出了气体射流换热系数的分布规律。考虑到Nu测量比较困难,本文采用集总参数法计算对流换热系数,为风冷模型的应用奠定了基础。将强制风冷换热模型应用到6mm以下不锈钢及高温合金固溶处理中,实现了空冷室自动化控制。（4）针对传统淬透层深度预测方法的预测精度不高,很难适用于中厚板辊式淬火机的具体情况,提出了中厚板淬透层深度的概念。以修正的Grossmann法为基础,通过对含碳量、奥氏体晶粒度及合金元素对不同钢理想临界直径的影响规律的研究,引入合金交互作用函数,建立了碳钢和低合金钢的淬透性预测模型。同时,结合CCT蓝线和等温转变C曲线,分别采用修正Maynier法、Eldis法和等温曲线法对临界冷速进行了计算,结果表明等温曲线法是较优的临界冷速计算模型。淬透层深度预测模型的建立为辊式淬火机淬后钢板性能预测提供了有效的方法。（5）采用Fuzzy-PID控制法对淬火机喷水系统进行改进,该系统具有快速响应、抗干扰能力强、稳定性好等特点。结合已建立的相关冷却模型,建立了淬火机过程控制系统,通过规程分配、功能触发和淬火参数计算,淬火机实现了高精度温度控制、板形控制和淬火模型自学习。通过建立稳定快速的通讯系统、精确的跟踪系统和数据库,实现淬火机自动淬火功能,进而实现了自主开发的淬火机自动化、精确化控制。建立的控制系统已成功应用于宝钢、南钢等辊式淬火机,解决了辊式淬火机控制复杂和控制精度不高等难题。通过上述中厚板辊式淬火机冷却模型的研究和控制系统的建立,开发出了具有自主知识产权的成套中厚板辊式淬火机控制系统软件。相关结论作为研究成果的一部分获得了2010年中国冶金科学技术奖一等奖,为企业创造良好的经济效益。
李同道[5]（2007）在《合金钢轧辊激光快速熔凝组织及性能研究》文中研究说明轧辊是轧机的主要部件,也是生产中的主要消耗部件之一,尺寸大,价格比较昂贵,降低辊耗是生产中面临的一个很重要的问题。而采用激光加热的方法对金属材料进行快速凝固加工可制备出具有优异物理化学性能的微晶、非晶、准晶等非平衡亚稳组织,从而获得成分、组织及性能完全不同于零件基材、具有细小均匀快速凝固非平衡组织特征,可显着提高材料的性能。因此,进行“轧辊激光表面快速熔凝组织与性能的研究”具有很重要的实际意义和理论价值。本文通过采用5KW横流CO2激光器对轧辊钢进行了激光熔凝试验,对熔凝过程对材料的组织、硬度、裂纹敏感性等进行了探讨;并采用大型有限元软件SYSWELD对激光熔凝过程进行了数值模拟,分析了温度场、应力场、硬度场变化规律。激光熔凝后,改性层显微组织可分为三个区:熔凝区、热影响区和基体。熔凝区主要由胞状晶+树枝晶组成,显微组织为马氏体、残余奥氏体和弥散分布的碳化物,热影响区主要由马氏体、残余奥氏体和碳化物组成。轧辊激光快速熔凝处理,沿层深方向硬度呈现梯度分布,熔凝层硬度稍有降低,热影响区出现硬度最大值,且当功率和光斑直径一定时,熔凝层深与扫描速度成反比。激光快速熔凝处理的宏观质量受扫描速度的影响很大,随着扫描速度的增大,表面裂纹敏感性增加,熔池的深度逐渐减小,而熔池宽度逐渐减小,得到的△H/W之比逐渐增大。激光快速熔凝单道扫描在熔凝区两侧均出现裂纹,进行搭接处理,当搭接量较小时在搭接区都出现了裂纹,搭接量达到光斑直径的一半时,搭接区域组织较为均匀且无裂纹出现,搭接区存在回火软化现象,硬度值下降。建立了激光宽带三维体热源模型,利用此热源模型能够模拟出符合深/宽尺寸情况的激光熔凝熔池形状,计算得到的激光熔凝区宽度和深度与实测值符合得较好,验证了模型的适用性。该模型对激光宽带加工温度场的模拟结果更符合实际。根据数值模拟的结果,激光熔凝过程是一个快速加热、快速冷却的过程,其温度变化率可达104℃/s数量级;经过激光熔凝后的材料硬度得到了显着的提升,中心部位的硬度小于熔凝区其它区域的硬度;熔凝区的残余应力为压应力,而热影响区则存在着较大的拉应力,成为形成裂纹的危险区域;碳含量的不均匀变化导致熔凝区的压应力分布不均。激光熔凝加工后得到不同工艺参数下熔凝区的不同残余应力分布。熔凝层表面和层深方向的Mises应力和平均应力分布规律相似,扫描速率过大或者过小,应力幅值均有所降低。当激光束扫描速率V=600～1000mm/min时,熔凝区得到了残余压应力分布,有利于提高工件的使用性能。激光熔凝区残余应力的产生与熔凝区材料发生组织转变,得到了硬脆的马氏体相有关。
王云山[6]（2004）在《激光转镜宽带扫描热过程研究》文中认为材料表面激光加工是一个瞬态、非平衡、不均热过程,所形成的温度场及相应的温度梯度场对加工质量产生重要影响。目前国内外还没有在线监测激光加工热过程的手段,主要原因是加工过程中材料内部温度无法测量,因此通过建立数学物理模型,模拟分析是材料表面激光加工热过程研究的主要方法。 激光光束与材料的相互作用产生复杂的热交换是材料表面激光加工热过程的实质问题。其中激光光束模式和光斑形状以及光束对材料的作用方式是影响温度场的关键因素。光斑按形成方式可分为静态光束光斑和动态光束光斑,动态光束光斑是聚焦光束扫描叠加形成的光斑,其产生的温度场较静态光斑更复杂。在以往的研究中人们采用以与动态光斑具有相同的平均功率密度的静态光斑温度场表示动态光斑的温度场,忽略了动态光斑作用点处的高能密度和对光斑处每一点加热、冷却循环作用的过程的特殊性。激光转镜以扫描方式将激光束聚焦扫描成线状光斑。本文以激光转镜扫描光斑为例,提出了符合扫描光斑形成过程的数学物理模型,研究了参数与温度分布之间的相互关系,并用计算机模拟了不同参数下的温度曲线平均功率相同的静态光斑的温度场比较。在激光作用区内,激光转镜扫描光斑表层温度高于静态光斑,底层温度低于静态光斑,具有明显的“类趋肤效应”。 在充分讨论研究激光转镜光斑温度场及其特性的基础上,建立了激光转镜扫描宽带温度场数学模型,研究了参数与温度分布之间的关系。计算机模拟了不同参数下的温度曲线和三维空间的温度分布,模拟了激光转镜宽带热处理淬火带形貌。提出了用温度曲线计算奥氏体化加热时间、马氏体转变过程冷却速度的方法。提出了“温度波线行波法”,并推导出激光转镜扫描宽带温度场任意时刻点（x0,y0,z0）处的温度和温度对时间变化率的数学表达式。 本文通过实验研究对上述部分理论结果进行了验证,取得了较为理想的结果。上述研究工作为具有扫描叠加过程特点的激光加工温度场精确建模和质量控制提供了理论基础。
付宇明[7]（2003）在《金属模具电磁热裂纹止裂的研究》文中进行了进一步梳理裂纹止裂技术是当前军事、航空、航天、船舶、石油、原子能、供电器械、机械制造等许多工业生产和实际应用中急需解决的关键问题。利用电磁热效应来遏制金属构件内部和表面裂纹的扩展是新颖而又行之有效的方法之一。关于利用电磁热效应实现金属模具裂纹止裂的技术，在国内外均缺少系统研究。生产实践和理论发展迫切需要对该技术进行深入研究。本文正是以此为出发点，结合理论分析、数值模拟和实验开展研究工作，所得结论可以为工程实际问题的解决提供指导。研究内容概括为以下五部分。（1） 采用复变函数方法，建立了金属模具电磁热效应空间裂纹止裂的理论分析模型。在该模型基础上研究了带有半埋藏环形裂纹的金属模具在通入电流瞬间，裂尖附近的热源功率、温度场和热应力场，以及裂纹尖端处的温度、热应力与通电电流密度、裂纹尺寸等参数之间的关系。本文还研究了在金属模具电磁热裂纹止裂中，同时有外机械载荷作用情况下，其裂纹尖端温度场和热应力场的复变函数解。（2） 建立了在瞬间超强脉冲电流作用下，金属模具裂纹止裂的有限元耦合场分析方法。通过商用有限元软件Marc、Ansys和自编程序，采用热—电瞬态耦合过程模拟计算了带有单边裂纹和中间裂纹的金属模具材料电磁热裂纹止裂时的温度场、温度梯度场，接下来通过热—机械耦合过程计算了放电瞬间的热应力场；讨论了各种影响因素及它们在数值计算中的处理方法，并对电磁热裂纹止裂效果与多裂纹绕流屏蔽、通路尺寸和裂纹走向关系进行了研究。（3） 采用电、热和机械场三场顺次耦合的有限元分析方法模拟了金属模具中空间裂纹电磁热裂纹止裂中电流—温度—力的演变过程；具体计算了带有半埋藏环形裂纹的金属模具电磁热止裂时的温度场、温度梯度场和热应力场；同时研究了金属模具中局部裂纹实施跨越止裂时的温度场和热应力场。数值模拟分析结果与理论研究结果相吻合。（4） 采用自制的ZL-1型脉冲电流发生装置，对多种金属模具材料如塑料模具钢、冷作模具钢和热作模具钢进行了电磁热裂纹止裂实验研究；利用电子高速摄像机记录了止裂过程，验证了理论研究和数值模拟的结果；通过金相显微分析和电镜分析了裂纹尖端周围强度、韧性和硬度均高于基体的白亮层微观组织结构，阐明了其遏制裂纹扩展的微观本质；对止裂后的裂纹前缘处进行了力学性能测定，并且采<WP=5>用SPM进行了纳米尺度下力学性能的测试；自主设计了改进型ZL-2超强脉冲电流发生装置，采用它实现了金属模具试件中裂纹的电磁热止裂。（5） 研究了各种实际金属模具中裂纹电磁热止裂后的修复技术，如电火花放电熔焊搭桥、强化堆焊、刷镀等；对修复中多种工艺参数的影响进行了研究，同时对修复后的裂纹处微观组织进行了分析和测试，为将电磁热裂纹止裂技术应用到金属模具裂纹止裂中进行了基础实验研究工作。
许光映,刘侍刚[8]（2001）在《超快速强热流加热半无限体瞬态温度场理论分析》文中认为计及超快速加热引起传热过程的非傅立叶效应,建立了第二类边界条件下的半无限体的动态温度场方程组。用拉普拉斯变换法对方程进行求解;结果表明,强热流快速加热在半无限体内产生一个温度波。波面通过之处引起局域温度突然升高。
二、超快速强热流加热半无限体瞬态温度场理论分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、超快速强热流加热半无限体瞬态温度场理论分析（论文提纲范文）
（1）涂层基体在脉冲激光辐照下的非傅里叶效应分析（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 选题的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 非傅里叶研究进展 |
| 1.2.2 激光技术的发展 |
| 1.2.3 积分变换方法应用进展 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 基于C-V方程的非傅里叶效应分析 |
| 2.1 涂层基体的非傅里叶导热模型 |
| 2.2 薄层半无限体温度场解析推导 |
| 2.2.1 控制方程 |
| 2.2.2 边界条件与初始条件 |
| 2.2.3 求解过程 |
| 2.2.4 温度场L域解析解 |
| 2.3 薄层半无限体应力场解析推导 |
| 2.3.1 控制方程 |
| 2.3.2 边界条件与初始条件 |
| 2.3.3 求解过程 |
| 2.3.4 应力场L域解析解 |
| 2.4 LAPLACE数值反演方法 |
| 3 超短脉冲热流加热薄层半无限体的温度场 |
| 3.1 温度分布 |
| 3.2 弛豫时间对温度分布的影响 |
| 3.3 入射热流脉宽对温度分布的影响 |
| 3.4 薄层厚对温度分布的影响 |
| 4 超短脉冲热流加热薄层半无限体的应力场 |
| 4.1 应力分布 |
| 4.2 弛豫时间对应力分布的影响 |
| 4.3 薄层厚度对应力分布的影响 |
| 4.4 半无限体弹性模量对应力分布的影响 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 学位论文数据集 |
（2）非稳态及泛傅立叶效应传热计算新模型及其程序化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 课题研究背景和意义 |
| 1.2.1 研究背景 |
| 1.2.2 研究意义 |
| 1.3 国内外相关研究方法概述 |
| 1.3.1 有限差分法研究现状 |
| 1.3.2 有限单元法研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 有限差分计算 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 热传导基本理论 |
| 2.2.1 导热微分方程 |
| 2.2.2 非傅立叶热传导定理 |
| 2.3 有限差分基本思想 |
| 2.3.1 有限差分理论概述 |
| 2.3.2 差分格式稳定条件与截断误差 |
| 2.4 定解条件 |
| 2.4.1 初始条件 |
| 2.4.2 边界条件 |
| 2.5 基于 VB 的计算机辅助运算 |
| 2.5.1 VB 编程界面 |
| 2.5.2 差分算例介绍 |
| 2.5.3 差分结果分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 递推-迭代有限元数值开发 |
| 3.1 有限单元法概述 |
| 3.2 非傅立叶效应的加权余量法求解原理 |
| 3.2.1 加权余量法求解温度场 |
| 3.2.2 有限元格式 |
| 3.2.3 参数变换 |
| 3.3 时间域的离散化格式 |
| 3.3.1 两点递推-迭代复合运算公式 |
| 3.3.2 三点递推-迭代复合有限元格式 |
| 3.4 数值系统开发 |
| 3.4.1 系统开发方案设计 |
| 3.4.2 有限元程序的构成 |
| 3.4.3 有限元程序数据的输入与输出 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 数值系统验证 |
| 4.1 算例模型 |
| 4.1.1 材料描述 |
| 4.1.2 网格模型 |
| 4.2 两点差分-迭代 |
| 4.3 三点差分迭代计算 |
| 4.4 τ对求解温度场的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）超急速爆发沸腾汽泡形核分子动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 图目录 |
| 表目录 |
| 主要符号表 |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.1.1 沸腾传热的研究背景与意义 |
| 1.1.2 爆发沸腾的概念及研究意义 |
| 1.1.3 飞秒激光加热半导体薄膜导热特性的研究背景与意义 |
| 1.2 爆发沸腾的研究现状 |
| 1.2.1 爆发沸腾实验研究 |
| 1.2.2 爆发沸腾理论研究 |
| 1.3 飞秒激光加热半导体薄膜导热特性的研究现状 |
| 1.3.1 半导体薄膜瞬态高热流导热的研究成果 |
| 1.3.2 目前研究中需要解决的问题 |
| 1.4 本文的研究目的和主要内容 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 主要内容 |
| 第2章 分子动力学模拟技术 |
| 2.1 分子动力学模拟的基本理论 |
| 2.1.1 分子动力学模拟的基本假设 |
| 2.1.2 分子力场 |
| 2.1.3 分子动力学计算的基本原理 |
| 2.1.4 牛顿运动方程式的数值解法 |
| 2.1.5 边界条件 |
| 2.1.6 积分步长的选取 |
| 2.1.7 无量纲化 |
| 2.1.8 分子动力学模拟流程 |
| 2.1.9 系统温度和压力统计 |
| 2.2 分子动力学计算代码 |
| 2.2.1 LAMMPS简介 |
| 2.2.2 LAMMPS开发 |
| 2.3 分子动力学计算的硬件环境和编译 |
| 2.3.1 分子动力学计算的硬件环境 |
| 2.3.2 LAMMPS的编译 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 液氮爆发沸腾均质形核模拟及能量转换分析 |
| 3.1 模拟模型和计算方法 |
| 3.1.1 分子动力学模拟方法的确定 |
| 3.1.2 分子力场的确定 |
| 3.1.3 牛顿运动方程积分方法 |
| 3.1.4 无量纲化 |
| 3.1.5 边界条件 |
| 3.1.6 平衡模拟阶段 |
| 3.1.7 非平衡模拟阶段 |
| 3.2 模拟结果与讨论 |
| 3.2.1 分子位形显示 |
| 3.2.2 形核过程中势能变化及能量转化 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 水爆发沸腾均质形核模拟及能量转换分析 |
| 4.1 模拟模型和计算方法 |
| 4.1.1 分子力场的确定 |
| 4.1.2 牛顿运动方程积分方法 |
| 4.1.3 限制动力学计算 |
| 4.1.4 长程力处理 |
| 4.1.5 边界条件 |
| 4.1.6 平衡模拟阶段 |
| 4.1.7 非平衡模拟阶段 |
| 4.2 模拟结果与讨论 |
| 4.2.1 分子位形显示 |
| 4.2.2 水分子系统形核过程中势能变化及能量转化 |
| 4.2.3 与氮分子系统形核过程的对比 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 固体壁面水爆发沸腾形核分子动力学模拟 |
| 5.1 模拟模型和计算方法 |
| 5.1.1 水分子模型的构建 |
| 5.1.2 固体壁面模型的构建 |
| 5.1.3 固体壁面与水分子系统之间的相互作用 |
| 5.1.4 牛顿运动方程积分方法 |
| 5.1.5 边界条件及不同的模拟阶段 |
| 5.2 模拟结果与讨论 |
| 5.2.1 形核过程中的温度和压力变化 |
| 5.2.2 汽泡的生长速率 |
| 5.2.3 形核率 |
| 5.2.4 半径分布函数 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 硅半导体材料瞬态导热分子动力学模拟 |
| 6.1 模拟模型和计算方法 |
| 6.1.1 Si薄膜模型分子力场的确定 |
| 6.1.2 激光能量吸收 |
| 6.1.3 模拟的其他参数和步骤 |
| 6.2 模拟结果与讨论 |
| 6.2.1 温度统计结果 |
| 6.2.2 应变与应力统计结果 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表论文 |
| 致谢 |
（4）中厚板辊式淬火机冷却过程数学模型的研究及控制系统的建立（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.1.1 国外中厚板热处理行业现状 |
| 1.1.2 国内中厚板热处理行业现状及存在问题 |
| 1.2 中厚板淬火设备及工艺技术的发展 |
| 1.2.1 中厚板淬火设备的发展 |
| 1.2.1.1 国外辊式淬火机介绍 |
| 1.2.1.2 国内辊式淬火机的发展 |
| 1.2.2 中厚板淬火工艺技术的发展 |
| 1.2.2.1 冷却介质和冷却方式的发展 |
| 1.2.2.2 淬火工艺自动化的发展 |
| 1.2.2.3 淬火过程数值模拟的发展 |
| 1.3 中厚板淬火技术存在的问题 |
| 1.3.1 淬火过程自动控制 |
| 1.3.2 淬火过程数学模型精度 |
| 1.3.2.1 与温度有关的非线性参数计算 |
| 1.3.2.2 淬火过程参数测量 |
| 1.3.3 淬火机喷水系统精确控制 |
| 1.3.4 淬火过程模拟 |
| 1.4 本文研究的背景、目的及主要内容 |
| 1.4.1 本文研究背景及目的 |
| 1.4.2 本文研究主要内容 |
| 第2章 以射流冲击换热为主的水冷模型的建立 |
| 2.1 高效喷水系统喷水规律及参数计算 |
| 2.1.1 辊式淬火机基本喷水规律 |
| 2.1.2 淬火机供水模型的建立 |
| 2.1.2.1 供水管路水力模型 |
| 2.1.2.2 供水管路水锤现象分析 |
| 2.1.3 水元法计算射流出流参数 |
| 2.2 冲击射流强化换热机理 |
| 2.3 冲击射流传热特性 |
| 2.3.1 Re及Pr计算 |
| 2.3.2 Nu计算及射流换热特性分析 |
| 2.4 射流冲击综合换热系数模型的建立 |
| 2.4.1 基于Nu分布的局部换热系数建模 |
| 2.4.2 基于反传热法的综合换热系数建模 |
| 2.4.2.1 淬火机各冷却段温降测定 |
| 2.4.2.2 综合换热系数影响因素分析 |
| 2.4.2.3 综合换热系数模型最终形式 |
| 2.5 射流冲击换热模型的建立 |
| 2.5.1 导热方程及边界条件 |
| 2.5.2 有限元模型与求解方法 |
| 2.5.2.1 二维有限单元模型 |
| 2.5.2.2 有限单元网格划分 |
| 2.5.2.3 时间步长确定 |
| 2.5.3 相变潜热处理 |
| 2.5.4 水冷冷却策略的制定 |
| 2.6 模型计算精度影响因素研究 |
| 2.6.1 氧化铁皮对钢板表面换热的影响 |
| 2.6.2 热物性参数模型的建立 |
| 2.6.2.1 钢种分类 |
| 2.6.2.2 热物性参数计算模型的建立 |
| 2.7 射流冲击换热模型的应用 |
| 2.7.1 模型实验室验证 |
| 2.7.2 现场测试验证 |
| 2.7.3 生产现场应用情况 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 汽雾冷却两相参数计算及换热模型建立 |
| 3.1 汽雾冷却系统概述 |
| 3.2 气液两相流耦合计算模型 |
| 3.2.1 气相分布规律及参数计算 |
| 3.2.1.1 气体管内流动基本规律 |
| 3.2.1.2 管内流速变化影响因素 |
| 3.2.1.3 供气管路压力计算 |
| 3.2.1.4 喷嘴气体出流计算 |
| 3.2.2 液相参数计算关联式 |
| 3.2.3 气液两相耦合计算 |
| 3.2.3.1 喷射角影响因素分析及计算模型建立 |
| 3.2.3.2 二级参数计算模型 |
| 3.3 基于大容器膜态沸腾的汽雾冷却换热机理研究 |
| 3.4 汽雾冷却综合换热系数模型建立 |
| 3.4.1 钢板表面气液膜厚度计算 |
| 3.4.2 汽雾冷却综合换热系数理论修正计算 |
| 3.4.3 汽雾冷却综合换热系数分布规律 |
| 3.5 汽雾冷却温降模型的建立 |
| 3.5.1 汽雾冷却策略 |
| 3.5.2 汽雾冷却温降模型的应用 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 空冷室强制风冷换热模型及空冷温度模型的建立 |
| 4.1 强制风冷技术简介 |
| 4.1.1 气体射流冲击技术概述 |
| 4.1.2 空冷室强制风冷系统概述 |
| 4.2 空冷室高速射流供风系统参数计算 |
| 4.2.1 强制风冷过程离散化分析 |
| 4.2.2 供风参数初始化计算 |
| 4.2.3 气体喷射温度计算 |
| 4.3 气体射流冲击换热系数的研究 |
| 4.3.1 Nu分布规律及对流换热系数理论计算 |
| 4.3.1.1 单喷嘴射流冲击换热实验结果及分析 |
| 4.3.1.2 多喷嘴射流冲击换热研究 |
| 4.3.2 集总参数法计算对流换热系数 |
| 4.3.2.1 集总参数法适用条件 |
| 4.3.2.2 对流换热系数经验模型的建立 |
| 4.3.2.3 变量处理 |
| 4.4 空冷室强制风冷换热模型的建立及应用 |
| 4.4.1 换热模型的建立 |
| 4.4.2 换热模型应用情况 |
| 4.5 空冷过程传热方式及传热特性 |
| 4.5.1 非接触空冷温降模型 |
| 4.5.2 对流换热系数计算方法 |
| 4.5.2.1 辐射换热系数替代法 |
| 4.5.2.2 热边界层法 |
| 4.5.3 辐射及对流换热影响因子 |
| 4.5.4 基于半无限体非稳态导热的接触空冷温降模型 |
| 4.6 空冷温降模型的应用 |
| 4.6.1 汽雾冷却前空冷温降计算 |
| 4.6.2 亚共析钢淬前空冷参数计算 |
| 4.6.2.1 模型的建立 |
| 4.6.2.2 模型验证及应用 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 典型钢种淬透层深度预测及固溶处理性能研究 |
| 5.1 中厚板淬透层深度定义 |
| 5.2 中低碳钢淬火过程组织演变规律 |
| 5.3 基于修正GROSSMANN法的中低碳钢淬透性预测模型 |
| 5.3.1 淬透性预测模型的建立 |
| 5.3.1.1 原始模型描述 |
| 5.3.1.2 基本临界直径的修正 |
| 5.3.1.3 单一合金元素的影响 |
| 5.3.1.4 合金元素交互作用影响 |
| 5.3.2 淬透性预测模型的验证 |
| 5.4 淬火临界冷却速率模型 |
| 5.4.1 基于CCT曲线的冷却速率计算 |
| 5.4.1.1 修正Maynier法 |
| 5.4.1.2 Eldis法 |
| 5.4.2 等温曲线法 |
| 5.4.3 临界冷却速率计算模型验证 |
| 5.5 辊式淬火机淬后淬透层深度计算 |
| 5.6 奥氏体不锈钢固溶处理性能影响因素研究 |
| 5.6.1 碳化物析出影响因素 |
| 5.6.1.1 化学成分对碳化物析出的影响 |
| 5.6.1.2 临界冷速对碳化物析出的影响 |
| 5.6.2 奥氏体不锈钢固溶处理对晶间腐蚀的影响 |
| 5.6.2.1 奥氏体不锈钢晶间腐蚀机理及合金元素的影响 |
| 5.6.2.2 加热温度及加热时间对晶间腐蚀的影响 |
| 5.6.2.3 冷却速率对晶间腐蚀的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 中厚板辊式淬火机自动控制系统的建立 |
| 6.1 淬火机控制系统的构成 |
| 6.2 基于FUZZY-PID的淬火机喷水精确控制 |
| 6.2.1 淬火机PLC系统功能概述 |
| 6.2.2 现有系统传递函数计算 |
| 6.2.3 淬火机水量Fuzzy-PID控制 |
| 6.2.3.1 水量PID控制算法 |
| 6.2.3.2 水量模糊控制策略 |
| 6.3 自动淬火功能的实现 |
| 6.3.1 数据传递及功能触发的自动实现 |
| 6.3.1.1 淬火机自动通讯功能 |
| 6.3.1.2 淬火机精确跟踪功能 |
| 6.3.2 数据存取与自动收发功能的实现 |
| 6.4 淬火机过程控制系统的设计与实现 |
| 6.4.1 过程控制系统概述 |
| 6.4.2 过程控制系统结构 |
| 6.4.2.1 各模块函数构成 |
| 6.4.2.2 系统层次及功能分配 |
| 6.4.3 过程控制系统功能设计及实现 |
| 6.4.3.1 规程设定计算及在线修正功能 |
| 6.4.3.2 过程控制系统自学习 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 中厚板辊式淬火机模型及控制系统应用 |
| 7.1 RAL中厚板辊式淬火机设备技术参数 |
| 7.2 模型及控制系统实际使用效果 |
| 7.2.1 模型及控制系统考核结果 |
| 7.2.2 淬后钢板板型控制效果 |
| 7.2.3 淬火过程钢板温度控制效果 |
| 7.2.3.1 温度均匀性控制效果 |
| 7.2.3.2 温度模型计算精度 |
| 7.2.4 钢板淬后组织性能控制效果 |
| 7.2.4.1 性能测试结果 |
| 7.2.4.2 组织分析 |
| 7.3 中厚板辊式淬火机过程控制系统界面 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 结论 |
| 参考文献 |
| 附图及附表 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间完成的工作 |
| 作者从事科学研究和学习经历的简介 |
（5）合金钢轧辊激光快速熔凝组织及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题依据 |
| 1.2 本领域的研究现状 |
| 1.2.1 合金钢轧辊快速熔凝机理 |
| 1.2.2 合金钢轧辊激光熔凝处理国内外研究现状 |
| 1.2.3 轧辊激光搭接处理对组织和性能的影响 |
| 1.2.4 稀土元素对轧辊激光表面处理的影响 |
| 1.2.4.1 稀土元素在钢铁中的存在形式及分布 |
| 1.2.4.2 稀土元素对钢中相变和显微组织的影响 |
| 1.2.5 合金钢轧辊激光表面处理的裂纹问题 |
| 1.2.5.1 裂纹存在形态 |
| 1.2.5.2 形成原因 |
| 1.2.6 激光处理数值模拟的国内外研究现状 |
| 1.2.7 激光表面强化数值模拟的研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 试验材料及方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 数值模拟软件SYSWELD简介 |
| 2.3 试验手段及设备 |
| 2.3.1 激光器性能指标 |
| 2.3.2 其他仪器设备 |
| 第三章 吸光涂料的研制 |
| 3.1 激光吸收涂料的组成 |
| 3.1.1 骨料 |
| 3.1.2 粘合剂 |
| 3.1.3 稀释剂 |
| 3.1.4 添加剂 |
| 3.2 激光吸收涂料的对比实验研究 |
| 3.2.1 采用不同激光吸收涂料的试块硬化区深度 |
| 3.2.2 采用不同激光吸收涂料的试块硬度 |
| 3.3 最优涂料同DL涂料的性能比较 |
| 3.3.1 DL吸收涂料的研究 |
| 3.3.2 激光吸收涂料的最佳厚度 |
| 3.3.3 最优涂料的红外吸收谱 |
| 3.3.4 使用最优激光吸收涂料和DL涂料的试块硬度 |
| 3.3.5 使用最优激光吸收涂料和DL涂料的试块硬化区深度 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 低合金钢钢激光熔凝组织与性能 |
| 4.1 20CrNi钢激光熔凝 |
| 4.1.1 试验参数优化 |
| 4.1.2 硬化层深分析 |
| 4.1.3 显微组织分析 |
| 4.1.4 硬度分析 |
| 4.1.5 抗回火性分析 |
| 4.1.6 裂纹敏感性分析 |
| 4.2 复合轧辊堆焊层激光熔凝 |
| 4.2.1 试验参数设计 |
| 4.2.2 改性层尺寸 |
| 4.2.3 表面硬度 |
| 4.2.4 显微硬度 |
| 4.2.5 轧辊的原始组织 |
| 4.2.6 轧辊改性层组织 |
| 4.2.7 搭接区的组织 |
| 4.2.8 扫描电镜组织观察 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 高碳高合金钢激光熔凝组织与性能 |
| 5.1 表面成型 |
| 5.2 表面气孔 |
| 5.3 显微组织分析 |
| 5.4 晶粒生长方向 |
| 5.5 裂纹敏感性 |
| 5.5.1 表面裂纹分析 |
| 5.5.2 底部显微裂纹分析 |
| 5.6 显微硬度分析 |
| 5.7 激光比能对激光快速熔凝处理后组织及性能的影响 |
| 5.7.1 激光比能对组织的影响 |
| 5.7.2 激光比能对硬度的影响 |
| 5.7.2.1 扫描速度对硬度的影响 |
| 5.7.2.2 激光比能对显微硬度的影响 |
| 5.8 搭接区分析 |
| 5.8.1 搭接区组织分析 |
| 5.8.2 搭接区裂纹敏感性分析 |
| 5.8.3 搭接区硬度分析 |
| 5.9 稀土的作用 |
| 5.9.1 显微组织分析 |
| 5.9.2 硬度分析 |
| 5.9.3 裂纹敏感性 |
| 5.10 小结 |
| 第六章 激光圆光斑熔凝数值模拟 |
| 6.1 激光熔凝数值模拟基本原理 |
| 6.1.1 热传导有限元模型 |
| 6.1.2 热弹塑性有限元模型 |
| 6.2 热源模型的选取 |
| 6.2.1 Rosonthal的解析模式 |
| 6.2.2 高斯函数的热流分布 |
| 6.2.3 分段移动热源模型和串热源模型 |
| 6.2.4 半球状热源分布模型和椭球形热源模型 |
| 6.2.5 双椭球形热源模型 |
| 6.2.6 三维锥形高斯热源模型 |
| 6.3 激光熔凝数值计算模型的建立 |
| 6.3.1 几何模型的建立 |
| 6.3.2 边界条件的确立 |
| 6.4 模拟计算结果与分析 |
| 6.4.1 温度场分析 |
| 6.4.2 硬度场分析 |
| 6.4.3 应力场分析 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 激光宽带熔凝数值模拟 |
| 7.1 激光宽带体热源模型 |
| 7.1.1 热源模型建立的假设及条件 |
| 7.1.2 数值模拟几何模型的建立 |
| 7.1.3 定解条件 |
| 7.1.3.1 初始条件 |
| 7.1.3.2 边界条件 |
| 7.1.4 计算结果对比分析与实验验证 |
| 7.1.4.1 热源形貌及三维瞬态温度场结果分析 |
| 7.1.5 熔凝横断面的模型计算值与试验值比较 |
| 7.2 宽带热源激光熔凝分析 |
| 7.2.1 分析与计算模型 |
| 7.2.2 残余应力判据 |
| 7.2.3 试验条件 |
| 7.2.4 热循环 |
| 7.2.5 应力分布 |
| 7.2.5.1 沿熔凝层横截面应力分布 |
| 7.2.5.2 沿熔凝层深应力分布 |
| 7.2.6 相变 |
| 7.3 搭接率对熔凝区性能的影响 |
| 7.3.1 激光熔凝数值计算模型的建立 |
| 7.3.2 模拟计算结果与分析 |
| 7.3.2.1 温度场分析 |
| 7.3.2.2 硬度场分析 |
| 7.3.2.3 应力场分析 |
| 7.4 小结 |
| 第八章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（6）激光转镜宽带扫描热过程研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 选题背景义 |
| §1.2 激光加工温度场模型的国内外研究现 |
| §1.2.1 温度场数学模型的解析解 |
| §1.2.2 温度场数学模型的数值解 |
| §1.3 激光变换光学系统 |
| §1.4 本文的主要研究内容 |
| 第二章 激光扫描线光斑理论模型及特性 |
| §2.1 引言 |
| §2.2 激光扫描转镜工作原理 |
| §2.3 扫描轨迹理论模型及计算 |
| §2.4 转镜扫描曲线 |
| §2.5 转镜参数对扫描轨迹的影响 |
| §2.6 激光扫描线光斑特性 |
| §2.6.1 热传导的时间特性 |
| §2.6.2 运动点热源的扫描、叠加原理 |
| §2.6.3 激光表面处理与光强和时间关系 |
| §2.6.4 典型光斑特点及能量分布均匀性 |
| §2.7 本章小结 |
| 第三章 激光扫描光斑温度场数值模拟 |
| §3.1 引言 |
| §3.2 光斑的几何性质和材料热物理性质的处理 |
| §3.3 激光与金属材料的相互作用 |
| §3.4 模型建立和数据分析 |
| §3.4.1 三维傅氏积分变换 |
| §3.4.2 瞬时点热源温度场及其数值模拟 |
| §3.4.2.1 瞬时点热源温度场数学模型 |
| §3.4.2.2 参数对瞬时点热源温度场的影响 |
| §3.4.3 点热源持续加热温度场及数值模拟． |
| §3.4.3.1 点热源持续加热温度场模型 |
| §3.4.3.2 参数对点热源持续加热温度场的影响 |
| §3.4.4 动点热源持续加热温度场及数值模拟 |
| §3.4.4.1 动点热源持续加热温度场模型 |
| §3.4.4.2 参数对动点热源温度场分布的影响 |
| §3.4.5 激光转镜扫描温度场模型及模拟 |
| §3.4.5.1 激光转镜扫描温度场模型 |
| §3.4.5.2 参数对激光转镜扫描光斑温度场分布的影响 |
| §3.4.5.3 转镜扫描线光斑与静态光束线光斑温度场比较 |
| §3.5 本章小结 |
| 第四章 激光转镜扫描宽带温度场及模拟研究 |
| §4.1 引言 |
| §4.2 激光转镜扫描宽带产生原理和数学模型． |
| §4.2.1 激光转镜扫描宽带产生原理． |
| §4.2.2 激光转镜扫描宽带温度场数学模型 |
| §4.2.3 激光转镜扫描宽带温度梯度场数学模型 |
| §4.3 参数对扫描宽带温度分布的影响 |
| §4.4 激光转镜扫描宽带温度场温度梯度的模 |
| §4.5 本章小结 |
| 第五章 激光转镜扫描宽带淬火模拟与实验研究 |
| §5.1 激光淬火与常规淬火的区别 |
| §5.2 激光转镜扫描宽带淬火热过程模拟及淬火参数计算 |
| §5.3 激光转镜宽带扫描淬火区域范围及组织特征 |
| §5.4 激光转镜宽带扫描表面强化实验研究 |
| §5.4.1 激光淬火工艺分析和参数选择 |
| §5.4.2 激光转镜扫描宽带淬火层形貌 |
| §5.4.3 激光转镜扫描宽带淬火层硬度测量分析 |
| §5.5 本章小结 |
| 全文总结 |
| 参考文献 |
| 发表的学术论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
（7）金属模具电磁热裂纹止裂的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1课题背景 |
| 1.2国内外研究状况 |
| 1.2.1 理论研究状况 |
| 1.2.2 实验研究状况 |
| 1.2.3 电磁热裂纹止裂技术研究近况 |
| 1.3选题的总体思想和理论根据 |
| 1.3.1 目前存在的问题 |
| 1.3.2 理论分析依据 |
| 1.3.3 研究方法 |
| 1.4本文的研究内容 |
| 1.5课题研究意义 |
| 1.6课题来源 |
| 第2章 本文用到的复变函数基本方程 |
| 2.1数学基本方程 |
| 2.1.1 柯西积分 |
| 2.1.2 柯西积分的边界值 |
| 2.1.3 柯西积分的导数 |
| 2.1.4 计算柯西积分的初等公式 |
| 2.1.5 边值问题化归黎曼问题的解法 |
| 2.2热应力的复变函数表示 |
| 2.2.1 双调和函数、位移及应力的复数表示 |
| 2.2.2 半平面上的基本公式 |
| 2.3本章小结 |
| 第3章 金属模具电磁热空间裂纹止裂的理论分析 |
| 3.1引言 |
| 3.2理论分析模型的建立 |
| 3.2.1 问题的提出 |
| 3.2.2 问题的转换 |
| 3.2.3 共形映射 |
| 3.3热源功率的计算 |
| 3.4温度场的求解 |
| 3.4.1 稳恒电流作用下的温度场 |
| 3.4.2 脉冲电流作用下的温度场 |
| 3.4.3 考虑热传导系数变化时的温度场 |
| 3.5应力场的求解 |
| 3.5.1 复变函数表示的应力基本方程 |
| 3.5.2 应力边界条件 |
| 3.5.3 应力场的计算 |
| 3.6计算实例 |
| 3.6.1 算例模型 |
| 3.6.2 计算结果与分析 |
| 3.7本章小结 |
| 第4章 金属模具材料裂纹止裂的数值模拟研究 |
| 4.1金属模具材料放电瞬间的温度场数值模拟 |
| 4.1.1 放电瞬间传热模型 |
| 4.1.2 热传导方程、电传导方程 |
| 4.1.3 温度场求解有限元分析 |
| 4.1.4 裂纹尖端处固液相变潜热 |
| 4.1.5 裂尖奇异性及耦合计算中的处理方法 |
| 4.1.6 脉冲放电加热过程中金属相变及影响 |
| 4.1.7 脉冲放电电流大小和放电时间临界条件的选择 |
| 4.2具有边缘裂纹金属模具材料的温度场数值模拟 |
| 4.2.1 计算模型 |
| 4.2.2 有限元网格划分 |
| 4.2.3 计算结果及讨论 |
| 4.3带有中间裂纹金属模具材料温度场的数值模拟 |
| 4.3.1 计算模型 |
| 4.3.2 有限单元法的网格划分 |
| 4.3.3 数值模拟结果及讨论 |
| 4.3.4 中间裂纹止裂实验 |
| 4.4裂纹止裂效果与电流通路尺寸关系的研究 |
| 4.4.1 计算模型 |
| 4.4.2 数值模拟研究 |
| 4.4.3 数值模拟结果 |
| 4.4.4 关系曲线 |
| 4.4.5 止裂实验 |
| 4.5电磁热效应止裂效果与裂纹走向关系的研究 |
| 4.5.1 计算模型 |
| 4.5.2 温度场、温度梯度场的数值模拟 |
| 4.5.3 关系曲线 |
| 4.5.4 止裂实验 |
| 4.6电磁热多裂纹止裂中绕流屏蔽效应的数值模拟 |
| 4.6.1 计算模型 |
| 4.6.2 数值计算结果 |
| 4.6.3 计算结果分析 |
| 4.6.4 止裂实验 |
| 4.7金属模具材料放电瞬间的热应力场数值模拟 |
| 4.7.1 计算模型 |
| 4.7.2 热应力数值分析 |
| 4.7.3 有限元求解结果 |
| 4.7.4 止裂实验 |
| 4.8本章小结 |
| 第5章 金属模具中空间裂纹止裂的数值模拟研究 |
| 5.1金属模具中轴对称空间裂纹止裂的数值模拟 |
| 5.1.1 金属模具中空间裂纹脉冲放电止裂 |
| 5.1.2 金属模具电磁热轴对称裂纹止裂的有限元分析 |
| 5.2金属凹模中上表面半埋藏环形裂纹止裂的数值模拟 |
| 5.2.1 有限元模型的建立 |
| 5.2.2 有限元求解结果 |
| 5.2.3 数值解与理论解比较 |
| 5.3金属凹模内壁半埋藏环形裂纹局部跨越止裂的数值模拟 |
| 5.3.1 局部跨越止裂有限元模型 |
| 5.3.2 有限元网格划分 |
| 5.3.3 数值模拟结果 |
| 5.4金属凹模裂纹局部跨越止裂电极位置的数值分析 |
| 5.5本章小结 |
| 第6章 金属模具电磁热裂纹止裂实验研究 |
| 6.1金属模具材料电磁热裂纹止裂验证实验 |
| 6.1.1 金属模具材料的种类 |
| 6.1.2 电磁热效应裂纹止裂的实验原理、装置 |
| 6.1.3 基本原理验证实验 |
| 6.1.4 金属模具材料裂纹止裂影响参数 |
| 6.2GCr15冷冲凹模裂纹止裂及组织性能分析 |
| 6.2.1 脉冲放电裂纹止裂实验 |
| 6.2.2 止裂后裂纹尖端的钝化 |
| 6.2.3 止裂处的微观组织分析 |
| 6.3脉冲放电截止热疲劳裂纹亚临界扩展 |
| 6.3.1 热疲劳裂纹脉冲放电止裂 |
| 6.3.2 止裂后裂尖的宏观形貌 |
| 6.3.3 止裂处组织的微观分析 |
| 6.3.4 止裂处组织机械性能分析 |
| 6.4白亮层的形成及微观止裂机理 |
| 6.4.1 白亮层的形成 |
| 6.4.2 止裂的微观机理 |
| 6.5脉冲放电止裂后裂尖处纳米尺度下的力学性能测试 |
| 6.5.1 SPM工作原理 |
| 6.5.2 试件制备 |
| 6.5.3 测试点的选取 |
| 6.5.4 压痕实验 |
| 6.5.5 实验数据采集及处理 |
| 6.5.6 裂尖处纳米力学性能 |
| 6.6金属模具钢中裂纹止裂实验研究 |
| 6.6.1 脉冲放电止裂设备改进型ZL-2基本参数 |
| 6.6.2 脉冲放电止裂实验 |
| 6.7本章小结 |
| 第7章 电磁热裂纹止裂及修复实验研究 |
| 7.1Cr12凹模磨削裂纹止裂与封闭修复 |
| 7.1.1 止裂实验 |
| 7.1.2 电火花放电封闭磨削裂纹 |
| 7.2 9 Cr2凹模淬火裂纹止裂及搭桥修复 |
| 7.2.1 修复方案的选择 |
| 7.2.2 止裂及修复过程 |
| 7.2.3 止裂修复结果分析 |
| 7.3 9 SiCr冷作模具钢淬火裂纹的搭桥修复 |
| 7.3.1 实验模型的选择 |
| 7.3.2 第一次脉冲放电裂尖的钝化 |
| 7.3.3 电火花放电封闭和强化裂纹表面 |
| 7.3.4 再次脉冲放电形成拱形桥 |
| 7.4Cr12MoV凹模磨削裂纹止裂及熔覆强化修复 |
| 7.4.1 试件止裂 |
| 7.4.2 止裂后的表面强化 |
| 7.5 3 Cr2W8V凸模裂纹的止裂与刷镀修复 |
| 7.5.1 放电止裂试验 |
| 7.5.2 止裂后裂纹的修复 |
| 7.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、超快速强热流加热半无限体瞬态温度场理论分析（论文参考文献）
- [1]涂层基体在脉冲激光辐照下的非傅里叶效应分析[D]. 马彤辉. 北京交通大学, 2016(01)
- [2]非稳态及泛傅立叶效应传热计算新模型及其程序化[D]. 王红曼. 燕山大学, 2014(01)
- [3]超急速爆发沸腾汽泡形核分子动力学研究[D]. 邹玉. 中国科学院研究生院（工程热物理研究所）, 2011(10)
- [4]中厚板辊式淬火机冷却过程数学模型的研究及控制系统的建立[D]. 付天亮. 东北大学, 2010(07)
- [5]合金钢轧辊激光快速熔凝组织及性能研究[D]. 李同道. 中国石油大学, 2007(06)
- [6]激光转镜宽带扫描热过程研究[D]. 王云山. 天津工业大学, 2004(05)
- [7]金属模具电磁热裂纹止裂的研究[D]. 付宇明. 燕山大学, 2003(04)
- [8]超快速强热流加热半无限体瞬态温度场理论分析[J]. 许光映,刘侍刚. 浙江海洋学院学报(自然科学版), 2001(04)