国家自然科学基金(50675022)
- 作品数：13 被引量：107H指数：9
- 相关作者：焦向东陈家庆周灿丰陈忠海高辉更多>>
- 相关机构：北京石油化工学院中国海洋石油总公司北京化工大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金北京市自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：金属学及工艺化学工程自动化与计算机技术交通运输工程更多>>
- 摩擦液柱成形初始阶段的二维轴对称数值模拟被引量：6
- 2008年
- 基于二维轴对称有限元模型,通过外部施加表面热流强度的手段对摩擦液柱单元成形(FHPP)初始阶段的热力耦合接触摩擦问题进行了数值模拟。结果表明:金属棒接触摩擦表面上的温度上升迅速,当其材料的屈服强度降低到一定值后就会在轴向应力的作用下发生塑性流动,进而对预钻孔底部进行填充;所施加的轴向应力、转速以及金属棒与预钻孔之间的径向间隙对成形过程都有不同程度的影响,轴向应力对成形过程的影响较转速对成形过程的影响略大,而径向间隙对成形过程的影响相对较小。
- 陈家庆焦向东邱宗义张宝生周灿丰陈忠海
- 关键词：有限元法热力耦合分析数值模拟
- 2024铝合金圆柱形组合的FHPP试验分析被引量：12
- 2009年
- 在国内首台摩擦叠焊设备上实现了2024铝合金/2024铝合金摩擦液柱成形(FHPP)连接,金属棒消耗段的直径为14 mm,预钻孔深为25 mm,孔径为16 mm,主要研究了转速和保护气体对FHPP成形质量的影响,通过金相显微镜、显微硬度仪等测试手段分析了试样的微观组织性能.结果表明,转速过低导致母材和金属棒无法接合甚至出现马达不能正常工作现象,采用转速为5 000 r/min,进给速度为0.5 mm/s的组合,可得到较好的焊缝;施加保护气体能更进一步改善FHPP的成形质量,接合线较未加保护气体时明显细化,金属棒上端材料和母材达到了良好接合.
- 陈忠海陈家庆焦向东周灿丰
- 关键词：摩擦叠焊2024铝合金保护气体
- 基于MSC.Marc的摩擦叠焊面接触问题数值模拟被引量：6
- 2008年
- 选用刚性平冲头与弹性半空间的经典面接触模型为研究对象,通过解析解与MSC.Marc有限元数值模拟结果的比较,确定了偏斜网格以及3级有限元计算对已知接触区域面接触问题的可靠性。对于摩擦叠焊单元成形过程所涉及的基本弹性静力学面接触问题而言,接触面上的法向应力分布从中心向边缘以二次曲线的形式逐渐增大;金属棒直径、轴向外载荷对接触面上法向应力的分布情况影响较大,而径向间隙、不同材料组合对其的影响相对较小。
- 陈家庆焦向东邱宗义张宝生陈忠海
- 关键词：面接触有限元
- 水下焊接技术的研究与应用现状被引量：18
- 2009年
- 随着海洋工程不断向深海推进以及核电站内部构件修复等新问题的提出,对水下焊接技术提出了更高的要求。本文简要介绍了高压干法、局部干法以及深水结构摩擦叠焊等水下焊接技术研究与应用的最新进展,综述了水下机器人在水下焊接领域的研究现状,并对水下焊接技术的发展趋势提出了一些看法。
- 朱加雷焦向东蒋力培周灿丰
- 关键词：摩擦叠焊核电
- 摩擦叠焊——一种新型的固相连接技术被引量：19
- 2007年
- 摩擦叠焊(FSW)是一种新型的固相连接技术,英国TWI、德国GKSS研究中心等单位近10多年来在这方面进行了大量的应用基础研究,目前已经具备了商业化工程服务的技术能力。简单介绍了摩擦叠焊的起源、FHPP单元成型机理及FSW焊缝的连接特性,并介绍了欧盟国家的工程化应用研究历程。国外的试验研究结果表明,摩擦叠焊技术在干湿环境条件下都能够获得较好的连接质量,因此在材料的成型加工尤其是钢结构的水下湿式维修方面具有巨大的应用潜力。我国应该优先结合海洋石油工业的实际发展需求,尽快开展相应的应用基础研究工作。
- 陈家庆焦向东邱宗义房晓明栾国红
- 关键词：摩擦叠焊钢结构水下维修
- 21世纪海洋工程连接技术的挑战与对策被引量：26
- 2007年
- 在解释海洋工程连接技术内涵的基础之上,针对21世纪中国海洋石油开发深水资源的巨大挑战,对深水海底管道铺设焊接、局部干式焊接、水下干式高压焊接以及摩擦叠焊等重要技术进行了介绍,其中包括北京石油化工学院海洋工程连接技术研究中心开展的相关研究工作,最后提出了发展中国海洋工程连接技术的对策。
- 焦向东周灿丰陈家庆薛龙高辉朱加雷
- 关键词：摩擦叠焊
- 摩擦液柱成形过程的二维CFD数值模拟被引量：7
- 2010年
- 采用Gambit软件建立了摩擦液柱成形(FHPP)过程流场的二维轴对称模型,运用商业计算流体动力学软件Fluent对FHPP稳态阶段塑性金属的流动情况进行了数值模拟。通过改变模拟过程中的单一关键参数而保持其他参数不变,分别讨论了金属棒和孔洞之间径向间隙、材料粘度、金属棒转速、金属棒进给速度以及基材孔底形状等对理想金属塑性流体流动成形过程中速度场和压力场分布变化的影响。结果发现,塑性金属材料的压力分布主要受进给速度(即轴向力)和材料粘度的影响,与金属棒的旋转速度和径向间隙关系不大;而速度分布受进给速度以及径向间隙的影响不明显,但与金属棒的旋转速度关系密切,尤其是靠近速度入口面以及金属棒附近的材料受旋转作用影响显著;通过改变基材孔洞底部的形状,可以改善塑性金属材料的流动情况,同时也揭示了实验过程中孔洞底部存在缺陷的原因。
- 陈忠海陈家庆焦向东周灿丰关佩高辉
- 关键词：摩擦叠焊计算流体动力学数值模拟
- 摩擦叠焊的基础研究及工程应用被引量：10
- 2009年
- 摩擦叠焊是一种新型固相连接技术。介绍了围绕摩擦叠焊所开展的基础研究,归纳总结了各国所用的工艺参数;同时介绍了摩擦叠焊技术在深海钢结构裂纹修复、海底管道在线开孔以及浮式生产储运卸装系统等领域的工程应用前景,以促进围绕该技术的应用基础研究和工程实用化进程。
- 陈忠海陈家庆焦向东高辉周灿丰
- 关键词：摩擦叠焊工程应用
- 摩擦焊接技术及其工程应用被引量：11
- 2011年
- 摩擦焊接是一种高效、节能、环保的固相焊接技术,当前摩擦焊接已经广泛用于制造业。按照各种摩擦焊接技术出现的先后顺序,介绍了各种摩擦焊接技术的原理和特点以及在工业上的应用,以期促进围绕该技术的应用基础研究和工程实用化进程。
- 陈忠海
- 关键词：固相焊接制造业
- 新型材料成形加工技术——摩擦叠焊被引量：26
- 2007年
- 摩擦叠焊是一种新型的固相连接技术,从TWI提出这一概念至今尚不足20年。摩擦叠焊的焊缝由一系列圆柱形或圆锥形组合的摩擦液柱单元成形过程组成,具体包括接触预热、稳定填充、停转顶锻三个阶段,金属棒的转速、轴向力等是影响成形质量的主要参数。从成形机理上看,摩擦叠焊与摩擦塞焊、摩擦堆焊、嵌入摩擦焊等存在着较大差异。由于该技术在干湿环境条件下都能够获得较好的连接质量,因此在材料成形加工尤其是钢结构水下修复作业方面具有巨大的应用潜力。欧盟国家近10年来已经开展了一系列机理研究和工程化应用研究,目前已经具备了水下连接的商业化作业能力。
- 陈家庆焦向东周灿丰邱宗义栾国红
- 关键词：摩擦叠焊水下维修
