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基于变分原理推导了非线性的时域有限元电场计算方程和稳态热场有限元方程,并引进了响应表面法,实现了响应表面法与时域有限元方法的结合,针对含非线性应力管(Stress Control Tube, SCT)的电缆终端,进行了材料和结构的参数优化.优化后的结果表明,终端体积达到最小,使用的材料明显减少;损耗明显减少,终端中各部分运行时的温度明显降低,利用响应表面法和有限元相结合的优化方法对电缆终端的设计是可行的.

关键词: 非线性电场 , 时域有限元 , 热场 , 优化 , 响应表面法 , 电缆终端 , 应力管

等离子超声电弧焊接MGH956合金激励频率的计算机优化

谢伟峰 , 雷玉成 , 任闻杰

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2013.1.007

根据等离子弧焊接特点,利用双椭球体热源模型,对焊接温度场进行分析并建立三维熔池模型.以0Hz时超声电弧焊接熔池为对象,在最佳空化频率范围内,通过模态分析求解一阶谐振频率,并将与之对应的熔池响应情况进行预测.最后,通过分别施加不同大小的超声电弧频率,以三组2mm厚MGH956合金板作为实验材料进行平板对接焊试验.结果显示,接头横断面熔合线计算几何尺寸与尺寸符合良好.在谐振条件下,焊缝区面积增大,组织的细化效果较好,气孔率低,同时焊缝区软化现象得到显著改善.利用计算机模拟的方法基本达到了超声电弧频率优化的目的.

关键词: ODS合金 , 超声电弧 , 热场 , 模态分析 , 谐振频率

基于数值模拟的CZSi单晶收尾控制参数研究

赵跃 , 刘丁 , 陈德伟 , 王蕾

人工晶体学报

采用理论分析和有限元数值模拟相结合的方法研究了晶体收尾过程中的温度分布与热量传递.解释了"倒草帽"形收尾(收尾前段晶体直径猛然收缩)的成因,指出了改进收尾形状的方法,研究结果对于合理设定直拉硅单晶收尾工艺参数具有一定的参考意义.通过对比试验,仿真计算结果与单晶炉实验测试结果相吻合.

关键词: 直拉硅单晶 , 收尾 , 热场 , 有限元数值模拟

碳化硅涂层对硅橡胶电缆附件热场分布的影响

苏丹 , 吴佳 , 李旺 , 袁卫国 , 李环媛 , 贾崟 , 高崧 , 刘超

绝缘材料

为了研究SiC涂层对硅橡胶电缆附件热场分布的影响,对涂有SiC涂层的硅橡胶电缆附件进行热稳定性试验,利用Comsol建立电缆附件轴对称仿真模型,讨论了SiC涂层厚度和电导率对电缆附件热场分布和最高温度的影响.仿真结果表明:在硅橡胶电缆附件上施加电流,电缆附件的最高温度随着SiC涂层电导率和厚度的增大而减小.

关键词: SiC , 硅橡胶 , 电缆附件 , 热场 , 有限元分析

感应凝壳熔炼过程热与流场耦合数值模拟研究

薛冠霞 , 王同敏 , 苏彦庆 , 蔡少武 , 许菁菁 , 李军 , 郭景杰 , 李廷举

稀有金属材料与工程

模拟研究了TiAl合金感应凝壳熔炼过程的热场和流场分布,探讨了安培匝、电源频率以及坩埚与感应线圈的相对位置等电磁参数对热及流场分布的影响规律,模拟模型通过实验测得的磁感强度以及搅拌驼峰高度进行了有效验证,并对模拟结果进行了详细的分析讨论.

关键词: 感应凝壳熔炼 , 模拟 , 搅拌驼峰 , 热场 , 流场

Φ200 mm CZSi复合式热场的数值模拟研究

任丙彦 , 李洪源 , 张燕 , 张兵 , 郭贝

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2008.02.007

对国产TDR-80型单晶炉的复合式热场系统进行了优化设计, 建立了不同条件下的理论模型, 采用有限元数值模拟的方法分析了主加热器的延伸率、埚径比和熔体高度变化对直拉硅单晶生长中的温度梯度和热流密度分布的影响, 为提高晶体生长速率和质量提供了必要的理论依据.

关键词: CZSi , 热场 , 有限元 , 双加热器 , 热对流

直拉法硅单晶生长中断棱与掉苞问题的探讨

董建明 , 张波 , 刘进 , 赵科巍 , 罗晓斌 , 赵彩霞

材料导报

在直拉法硅单晶生长过程中,由于位错的产生经常会导致硅棒发生断棱与掉苞现象,严重影响了晶体硅和器件的性能,降低了硅太阳能电池的光电转换效率.为了分析该现象,借助于位错形成的理论,探讨了Φ203mm(100)硅棒发生断棱与掉苞的具体原因及应对措施.影响直拉法单晶硅棒发生断棱与掉苞的因素包括:熔体中过多的杂质,热场、机械传动装置及炉体的不稳定等.

关键词: 直拉法 , 位错 , 单晶生长 , 杂质 , 热场