预加热模具热特性仿真分析与改进设计
摘 要：热板焊接技术作为一种简单有效的焊接方法，因为其精度高、操作简单，被人们广泛使用。本文以已有的一个热板模具模型为例，对热板模具的加热过程和冷却过程进行研究，利用ANSYS Workbench软件对热板模具建立仿真模型，计算得到模型的温度场分布以及热变形。并通过与具体实验数据进行对比，验证了仿真模型的可靠性。根据项目资助企业对于温度和变形情况的准则要求，对仿真结果进行判定，发现焊筋面温度超出了误差允许范围。针对仿真结果，对模具模型进行改进设计，改变加热管的功率和开闭状态，结果表面，当加热管功率为周期性的阶梯函数负责动态加热过程，并且关闭10、13号加热管时，改进后的模型的温度分布更加均匀，并且都在400±5℃之间。对初始模具进行反向分析，得到由400℃降温至25℃的变形后的模型，并对该模型进行正向验证，最终证明变形后的模型在400℃时，与初始模型基本吻合，能够在焊接过程中与焊接件相匹配。
关键词：热板焊接 温度均匀 变形量 模型改进设计 反向分析
目录
第一章 绪论 4
1.1. 课题的研究背景及意义 4
1.2. 国内外研究现状 5
1.3. 研究目的与内容 8
第二章 热板模具仿真分析 10
2.1. 引言 10
2.2. 传热学基本理论 11
2.3. 热板模具温度场分析 17
2.4. 热板模具变形情况分析 26
2.5. 本章小结 28
第三章 热板模具改进设计及仿真分析 29
3.1. 引言 29
3.2. 加热管功率改进 29
3.3. 加热管开闭设置改进 32
3.4. 改进后热板模具变形情况分析 35
3.5. 本章小结 36
第四章 热板模具反向分析 37
4.1. 引言 37
4.2. 反向分析模具变形情况 37
4.3. 模具模型验证 38
4.4. 本章小结 39
第五章 结论与展望 40
5.1. 结论 40
5.2. 展望 41
致谢 42
参考文献 43
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