【摘 要】
:
局部干法水下激光焊接技术是通过人为地设置局部排水装置,以降低水对激光焊接过程的影响,该方法具有高热量输入、损耗低精度高以及快速冷却的优点,在海底油气管道、海上大型设备以及绿色核电设施的建设与维修等领域具有广阔的应用前景。但是,现有的局部干法水下激光焊接装置通常只适用于浅水环境,无法直接进行对深水高压环境激光焊接过程的研究。为此,本文重点研发设计了一种适用于深水高压环境的局部干法水下激光焊接地面模拟
【基金项目】
:
“国防科技工业海洋防务创新基金”; “国防科技工业海洋防务创新基金”项目;
论文部分内容阅读
局部干法水下激光焊接技术是通过人为地设置局部排水装置,以降低水对激光焊接过程的影响,该方法具有高热量输入、损耗低精度高以及快速冷却的优点,在海底油气管道、海上大型设备以及绿色核电设施的建设与维修等领域具有广阔的应用前景。但是,现有的局部干法水下激光焊接装置通常只适用于浅水环境,无法直接进行对深水高压环境激光焊接过程的研究。为此,本文重点研发设计了一种适用于深水高压环境的局部干法水下激光焊接地面模拟装置,能够在地面上模拟深海高压环境下的激光焊接过程。并通过建立局部干法水下激光焊接三维模拟仿真模型,对不同深水环境下的激光焊接介观物理过程进行深入分析,在地面上形成一种深海环境局部干法水下激光焊接物理模拟与数值模拟相结合的研究方法。首先设计模拟深海环境的局部干法水下激光焊接地面模拟装置。本文主要对模拟装置的压力调节集成系统、激光入射孔以及可移动运动平台三个主要方面进行设计。通过对模拟装置进行综合性能验证,结果表明:自主研发设计的地面模拟装置能够承受10 MPa以上的压力,即能够模拟水深1000米以上的深水环境。并且具有良好的密封性能,能够对装置内部环境压力进行调节变化;通过对模拟装置进行相关实验验证,研究结果表明:利用模拟装置进行局部干法水下激光焊接实验,可以在待焊件上方成功形成局部稳定的干燥空间,并且实验所得到的焊缝形貌与大气环境下激光焊接的焊缝形貌十分接近,证明了利用研发设计的地面模拟装置进行局部排水的可行性和有效性。接着基于该自主研发的地面模拟装置,建立局部干法水下激光焊接试验操作平台,研究不同焊接速度参数条件下的局部干法水下激光焊接过程。研究结果表明:在功率和离焦量等工艺参数不变的条件下,焊缝表面成形良好,成“T”字形状,上半部分较宽,下半部分狭长而笔直,整个焊缝形貌横截面积随着焊接速度的增大在逐渐减小。此外,焊缝的熔深随着焊接速度的增大而逐渐减小,当焊接速度从1.0 m/min增加到3.0m/min时,熔深从4.1 mm减小到2.8 mm,焊缝的熔宽也呈现下降趋势,从3.6 mm减小到2.8 mm。并通过对残余应力的分析,可知常压下的大气和水下激光焊接过程等效应力相当,均能达到610 MPa左右。最后利用数值模拟仿真的方法,通过建立考虑局部干燥焊接空间和压力环境等条件的数学模型,并对反冲压力模型进行修正,进一步揭示局部干法水下激光焊接熔池小孔的演化过程。研究结果表明:无论是在水环境中还是在大气环境中,小孔熔池中的最高流速均达到了2 m/s。虽然局部干法水下激光焊接过程与大气环境下相似,但是水的存在会对小孔熔的池流动特征产生影响,大气环境熔池上部逆时针转动的漩涡较为剧烈,水下环境的漩涡只集中在熔池上方较小的区域里。并且环境压力对焊缝的影响是显著的,随着环境压力的不断增大,焊缝熔深不断减小,小孔表面凸起减少,熔池表面温度逐渐升高。
其他文献
近年来,我国经济水平增长稳定快速,人们的物质基础进一步得到满足,开始普遍转向对于美好生活的追求,向往更高的精神享受,旅游业在这种需求的刺激下高速增长,“美丽乡村”的政策和乡村旅游业的发展催生了乡村民宿的发展。湘黔桂地区作为国内重要的民宿聚集地,孕育了众多地域性的民宿建筑,促进了乡村旅游的发展。湘黔桂地区坐拥优质的山水和人文资源,然而民宿的质量稂莠不齐,“酒店风”、“仿古风”、“抄袭风”、“布景化”
奇异点(Exceptional points,EP)是系统参数空间中两个或多个特征值及其对应特征向量同时合并的一个特异点。在物理系统中这个点处的行为与邻近的点的性质有着较大的差异。奇异点主要存在于和周围环境有能量交换的非厄米系统中。在过去的二十年中,人们对这种非厄米系统越来越感兴趣,特别是具有宇称时间反演对称的量子力学概念有关的非厄米系统。近年来,非厄米系统在光学中引起了极大的关注,随着加工工艺技
文本分类一直都是信息处理领域极具价值的问题,随着大数据时代的到来,这项技术也渗透到了人们生活的方方面面。近年来,深度学习依赖对文本语义的理解能力在短文本分类问题上取得了较大的进展,但在长文本任务上的效果却不甚理想。长文本由于词数的丰富,很多场景依靠传统的词袋模型和机器学习模型进行建模已经可以取得不错且稳定的成绩,尤其是更依赖关键词特征(如新闻主题分类)的场景。因此,本文尝试在传统方法的基础上结合深
近些年,有关集合的Assouad维数的研究工作越来越多,国内外许多学者研究并计算了某些特殊集合的Assouad维数。本文主要研究了一类推广的数字限制集,并且计算了它的Assouad维数。结论如下:集合Es,(?)为由A定义的数字限制集,S是正整数集N的子集。(?)m∈N,Wm={ω1ω2…ωm:ωk∈{1,2}若k∈S,ωk=1若k(?)S,1≤k≤m},如果词ω=ω1ω2…ωn,v=v1v2…v
本文研究薛定谔方程的逆问题中位势项p(x)的唯一性问题,研究的方程如下所示:(?)给定解在内部区域U(?)Ω的性态后,不但得到了位势项p(x)的唯一性,还得到了解关于位势项的连续依赖性.在研究方法上,本文主要是通过将方程进行偶延拓后再结合内部Carleman不等式的结果,同时利用中端时刻控制,证明了位势项的唯一性.首先,我们给出薛定谔算子在非退化权下的内部上的全局Carleman估计的结论,并详细
地学中的范畴空间变量存在着复杂的空间变化特性,如土壤类型、土地覆盖/利用类型、岩相等。每个范畴除了自身复杂相关特性外,范畴间也存在复杂的交互相关特性。 为了描述这个空间相关特性,传统的方法常使用马尔可夫转移概率矩阵或指示地统计学中的指示变异函数。虽然被证实是有效的,但是在一些方面这些方法存在着局限性:一是可能导致一些空间相关信息被掩盖,二是缺乏直观感觉。 近年来,随着马链地统计学和与之
铜基合金涂层由于具有高的导电性和导热性以及良好的可加工性被广泛应用于工业中,但在极端条件下,较差的耐磨性和抗氧化性限制了铜基合金的使用寿命。因此,如何在保证铜合金原有的高导电性、导热性的基础上,再较大程度地提高其耐磨耐氧化性,成为了现代铜加工行业发展的主要方向和课题。本研究采用自制的铜基合金粉末和Cr粉作为沉积材料,通过激光沉积技术在45#钢表面制备不同Cr含量的Cu-Ni-Fe-Mo-x Cr合
p-葡萄糖苷酶可以广泛应用于多种工业领域,如在纤维素的降解中,辅助外切纤维素酶和内切纤维素酶将纤维素降解为葡萄糖单糖;在食品工业中,水解果汁,茶汤中的芳香基糖苷类化合物,起到自然增香的效果;在医药工业中,水解中药活性成分的糖苷前体,制备有活性的中药成分;同时p-葡萄糖苷酶的转糖苷活性使得它在合成糖苷类活性物质上具有很好的应用前景,如利用p-葡萄糖苷酶合成表面活性剂烷基糖苷和益生元龙胆聚糖等。因此新
Si3N4陶瓷由于其优异的力学性能、高温性能和良好的透波性能等优势,成为具有潜力的天线罩/窗材料之一。然而面向天线罩应用的夹层结构Si3N4陶瓷的制备工艺仍不成熟,本文以Si3N4聚空心球为原料,采用直接凝固注模成型(Direct coagulation casting,DCC)复合浸渗工艺和激光选区烧结(Selective laser sintering,SLS)技术制备A型夹层结构Si3N4陶
本文针对具有弱角奇性的非角截断软势情形下的Vlasov-Poisson-Boltzmann方程的柯西问题,在其初始值有代数次衰减且充分小的条件下,我们证明了其在Maxwell分布附近的全局光滑解的存在性。这推广了(Duan R.-J.and Liu S.-Q.,Comm.Math.Phys.324(2013),no.1,1-45)中的强角奇性结论,即 1/2 ≤s<1 的情况。我们引入了一个时间衰