【正文】 .............. 10 薄壁不銹鋼和紫銅管焊接工藝及操作 .................................................................... 13 不銹鋼與紫銅焊接工藝 .................................................................................. 13 薄壁不銹鋼與 紫銅焊接操作 .......................................................................... 16 本章小結(jié) .................................................................................................................... 17 第 3 章 有限元模型的建立 .................................................................................................... 19 幾何模型的建立 ........................................................................................................ 19 單元類型的確定 ........................................................................................................ 21 材料的熱物理性能和力學(xué)性能參數(shù) ........................................................................ 23 網(wǎng)格的劃分 ................................................................................................................ 27 單元生死技術(shù) ............................................................................................................ 29 熱源模型的選取 ........................................................................................................ 30 本章小結(jié) .................................................................................................................... 31 第 4 章 焊接溫度場模擬及結(jié)果分析 .................................................................................... 33 焊接溫度場數(shù)值模擬理論 ........................................................................................ 33 溫度場模擬邊界條件的確定 .................................................................................... 34 熱源的加載和移動 .................................................................................................... 35 溫度場求解 ................................................................................................................ 37 溫度場后處理以及結(jié)果分析 .................................................................................... 37 ANSYS 后處理器 ............................................................................................ 37 溫度場結(jié)果分析 .............................................................................................. 38 本章小結(jié) .................................................................................................................... 45 第 5 章 焊接應(yīng)力場計算及結(jié)果分析 .................................................................................... 47 焊接應(yīng)力場數(shù)值模擬理論 ........................................................................................ 47 焊接應(yīng)力場塑性準則 ...................................................................................... 47 焊接熱彈塑性有限元法 .................................................................................. 47 邊界條件的確定 ........................................................................................................ 48 應(yīng)力場求解 ................................................................................................................ 50 應(yīng)力場分析 ................................................................................................................ 51 VonMises 應(yīng)力 ................................................................................................ 51 軸向殘余應(yīng)力 .................................................................................................. 56 徑向殘余應(yīng)力 .................................................................................................. 57 切向殘余應(yīng)力 .................................................................................................. 58 焊后變形分析 ............................................................................................................ 59 本章小結(jié) .................................................................................................................... 61 第 6 章 結(jié) 論 ........................................................................................................................ 63 參 考 文 獻 ............................................................................................................................ 67 致 謝 .................................................................................................................................. 71 在校期間取得的研究成果 ........................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 附 錄 ...................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 外文科技資料翻譯 .................................................................................................................. 81 第 1 章 緒 論 本課題研究背景 太陽能熱水系統(tǒng)是利用太陽能集熱器，收集太陽輻射能把水加熱的一種裝置，是目前太陽熱能應(yīng)用發(fā)展中最具經(jīng)濟價值、技術(shù)最成熟且已商業(yè)化的一項應(yīng)用產(chǎn)品。連接管路是太陽能熱水系統(tǒng)一個重要的組成部分，其將熱水從集熱器輸送到保溫水箱、將冷水從保溫水箱輸送到集熱器的通道，使整套系統(tǒng)形成一個閉合的環(huán)路。設(shè)計合理、連接正確的循環(huán)管道對太陽能系統(tǒng)是否能達到最佳工作狀態(tài)至關(guān)重要。管道必須有很高的質(zhì)量，保證 有 20 年以上的使用壽命。同時由于管道長期處于室外，內(nèi)部通有熱水或冷水，故要求有高的密封性、耐腐蝕性、良好的耐溫耐壓性能以及抗冷熱水沖擊的耐疲勞性能。 根據(jù)材料的不同，現(xiàn)階段常用的供水管道可分為塑料管、復(fù)合管、金屬管三類。常用的塑料管種類有：硬聚氯乙烯管 (PVC— U)； 高密度聚乙烯管 (PE— HD)；交聯(lián)聚乙烯管 (PE— X)、無規(guī)共聚聚丙烯管 (PP— R)；聚丁烯管 (PB)； ABS 管等。塑料管的使用溫度及耐熱性能決定了 PVC— U、 PE、 ABS 僅能用于冷水管，而 PE— X、 PP、 PB 則可作為熱水管。其連接方式主要有：卡套式連接、卡壓式連接、插按式連接。復(fù)合管一般以金屬作支撐材料，內(nèi)襯以環(huán)氧樹脂和水泥，它的特點是重量輕、內(nèi)壁光滑、阻力小、耐腐性能好。根據(jù)金屬的材料不同，復(fù)合管可分為：鋼塑復(fù)合管；塑覆不銹鋼管；塑覆銅管；鋁塑復(fù)合管、交聯(lián)鋁塑復(fù)合管；襯塑鋁合金管。在塑覆金屬管中，交聯(lián)鋁塑復(fù)合管不僅具有良好的耐溫耐壓、抗冷熱疲勞強度等性能，還具有一定強度和可塑性，可隨意彎曲且彎曲后不反彈，便于太陽能熱水器的室內(nèi)管路安裝施工。其連接方式也主要有卡套式、卡壓式和插接式等。金屬管主要包括鍍鋅鋼管、鑄 鐵管、銅管、不銹鋼管。 20世紀六七十年代，發(fā)達國家開始開發(fā)新型管材，并陸續(xù)禁用鍍鋅管。中國建設(shè)部等四部委也明確發(fā)文，從 2021 年起禁用鍍鋅管，目前新建小區(qū)的冷水管已很少使用鍍鋅管。鑄鐵管與鋼管相比具有不易腐蝕、造價低、耐久性好等優(yōu)點，適合于埋地敷設(shè)，但它的缺點是質(zhì)脆、重量大、長度小等，連接方式一般采用承插連接?？ü渴借T鐵排水管是一種新型的建筑用排水管材， 20 世紀 60 年代開始進入國際市場，但由于這種管材及配件價格相對較高，在國內(nèi)一直未能得到普及推廣。不銹鋼管自 20 世紀發(fā)明以來憑借其優(yōu)良的性能和漂亮的外觀在所有 管材的發(fā)展中一枝獨秀。不銹鋼管的優(yōu)點包括：滿足健康要求、安全衛(wèi)生，可保持水質(zhì)純凈對人體健康沒有任何影響；使用溫度范圍極廣，可在文獻翻譯 270～ 400℃ 的溫度下長期安全工作；是一種環(huán)保材料，不含環(huán)境污染物，可無數(shù)次再生， 100％ 回收利用；材料本身具有很高的強度和耐腐蝕性、可靠耐用、壽命長、低維護，大大降低了水管的滲漏率；具有優(yōu)越的流通性能和較好的保溫性能，可節(jié)約能源、降低能耗。在金屬管中，銅管和不銹鋼管比較