基于有限元的電熔管件焊接過(guò)程建模及焊接參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、PE（聚乙烯）管道以其耐腐蝕、質(zhì)量輕、施工方便等特點(diǎn)，廣泛地被用于燃?xì)廨斔?、城市供水等領(lǐng)域。隨著PE管道應(yīng)用的不斷深入，PE管道系統(tǒng)的安全性越來(lái)越被關(guān)注。通常在PE管道的應(yīng)用過(guò)程中，管道的連接質(zhì)量決定了PE管道系統(tǒng)能否長(zhǎng)期正常使用而不損壞，因此管道的連接技術(shù)成為了PE管件系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。目前，電熔焊接方式被廣泛的被應(yīng)用于PE管道的連接中，所以本文對(duì)PE管道的電熔焊接進(jìn)行研究進(jìn)而優(yōu)化其焊接工藝參數(shù)，以提高電熔管件的焊接質(zhì)量。論文主要工作如

2、下:
　　首先，根據(jù)高分子物理相關(guān)知識(shí)，分析了PE電熔管件的焊接原理以及焊接過(guò)程，得出在焊接過(guò)程中溫度以及壓力對(duì)焊接質(zhì)量影響很大，并對(duì)冷焊、過(guò)焊等焊接缺陷進(jìn)行了較為深入的研究，得出了焊接缺陷產(chǎn)生的原因以及相應(yīng)的預(yù)防應(yīng)對(duì)措施，對(duì)于避免焊接缺陷的產(chǎn)生具有重要意義。
　　其次，根據(jù)高密度聚乙烯材料熱性能參數(shù)的非線性以及發(fā)熱電阻絲的電阻溫度特性，建立了兩維非線性瞬態(tài)有限元傳熱模型來(lái)仿真電熔焊接過(guò)程中內(nèi)部溫度場(chǎng)的變化情況，設(shè)計(jì)焊接實(shí)驗(yàn)

3、驗(yàn)證了溫度場(chǎng)模型的有效性，并通過(guò)焊接實(shí)驗(yàn)研究了如何獲得高質(zhì)量的電熔接頭，為焊接工藝參數(shù)優(yōu)化提供了依據(jù)。
　　再次，針對(duì)電熔焊接中另一重要因素壓力進(jìn)行了建模仿真研究，研究采用了兩種方法:利用溫度場(chǎng)的有限元模型進(jìn)行熱應(yīng)力耦合分析和建立簡(jiǎn)化模型直接計(jì)算，模型計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)中所得到的結(jié)果相吻合。
　　最后，將所建立的電熔焊接溫度場(chǎng)模型以及壓力計(jì)算模型用于對(duì)電熔焊接工藝參數(shù)的優(yōu)化中，并分析了發(fā)熱電阻絲的埋入深度、螺距等因素對(duì)電熔焊接質(zhì)