Разработка методики определения режима импульсной аргонодуговой сварки труб с трубными решетками из стали 12Х18Н1ОТ

• Автор: Раевский, Владимир Алексеевич
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 154 с. : ил.

Глава 1. Соединение труб с трубными решетками теплообменных аппаратов - состояние вопроса

1.1. Краткий обзор кожухотрубных теплообменных аппаратов

1.2. Описание соединения «труба - трубная решетка»

1.2.1. Трубная решетка

1.2.2. Трубы

1.2.3. Теплоносители

1.3. Обзор способов закрепления труб в трубных решетках

1.3.1. Вальцовка и сварка взрывом

1.3.2. Высокотемпературная пайка

1.3.3. Электроконтактная сварка сопротивлением

1.3.4. Термодиффузионная сварка

1.3.5. Электроннолучевая сварка
1.3.6. Автоматическая сварка неплавящимся электродом в
среде защитных газов
1.4. Напряженное состояние соединений «труба - трубная
решетка» теплообменных аппаратов
1.5. Требования, предъявляемые к качеству, и методы контроля соединений труб с трубными решетками, выполненных сваркой плавлением
1.6. Выводы по главе
Глава 2. Моделирование теплопереноса и свободной поверхности сварочной ванны при сварке труб с трубными решетками
2.1. Состояние вопроса
2.2. Конечно-разностная модель соединения
2.3. Интегроинтерполяционная реализация теплопереноса в конечно-разностной модели соединения

2.3.1. Реализация теплопереноса во внутренних элементах
сетки
2.3.2. Реализация теплопереноса во внешних элементах
сетки. Граничные условия
2.4. Реализация теплопереноса от источника энергии. Сварочная
дуга
2.5. Аппроксимация теплофизических свойств материала
2.6. Моделирование теплопереноса в сварочной ванне
2.7. Моделирование фазовых превращений
2.8. Аналитическая модель формирования свободной
поверхности сварочной ванны
2.9. Компьютерная реализация моделей теплопереноса и формирования свободной поверхности сварочной ванны
2.10. Выводы по главе
Глава 3. Калибровка и верификация математических моделей
3.1. Состояние вопроса
3.2. Калибровка точности численного решения
3.3. Верификация моделей теплопереноса и формирования
наплыва
3.3.1. Описание аппаратного комплекса измерения медленно меняющихся сигналов
3.3.3. Верификация моделей теплопереноса и формирования наплыва
3.4. Выводы по главе
Глава 4. Практическое применение разработанных математических моделей при компьютерной оптимизации параметров режима
сварки
4.1. Состояние вопроса

4.2. Формирование шва и свойства сварных соединений, выполненных импульсной дуговой сваркой
4.3. Определение геометрии образца (расчетной области) для проведения численного эксперимента
4.4. Постановка задачи оптимизации режима импульсной
дуговой сварки неплавящимся электродом в среде аргона
4.4.1. Приведение задачи многокритериальной оптимизации
к однокритериальной. Обобщенный критерий оптимизации
4.4.2. Нормирование частных критериев оптимизации.
Безразмерные оценки качества частных критериев
оптимизации
4.5. Реализация численного эксперимента крутого восхождения
4.6. Модифицированный метод сеточного поиска
4.7. Построение профилей желательности
4.8. Результаты внедрения
4.9. Выводы по главе
Общие выводы и результаты работы
Список литературы

мелкие конечно-разностные сетки, это условие становится обязательным для области высоких температурных градиентов. Однако, подобное построение приводит к высоким затратам машинного времени. Таким образом, конечноразностная модель соединения имеет две области: с постоянным шагом в области предположительно высоких температурных градиентов (сварочная ванна и прилежащие области) и с переменным шагом, изменяющимся по геометрической прогрессии.
а) б)
Рис. 2.1. Заводской образец-свидетель (а) и конечно-разностная модель соединения (б)
Так как реальная трубная доска имеет иные размеры, чем образец-свидетель, для проверки возможности применения геометрии (граничных условий третьего рода) образцов-свидетелей разработана конечно-разностная модель соединения, содержащего несколько теплообменных труб; конечноразностная сетка с постоянным шагом наносится на все соединение.