基于有限元的電熔管件焊接過程建模及焊接參數(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，廣泛地被用于燃氣輸送、城市供水等領域。隨著PE管道應用的不斷深入，PE管道系統(tǒng)的安全性越來越被關注。通常在PE管道的應用過程中，管道的連接質(zhì)量決定了PE管道系統(tǒng)能否長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)的關鍵技術(shù)。目前，電熔焊接方式被廣泛的被應用于PE管道的連接中，所以本文對PE管道的電熔焊接進行研究進而優(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)高分子物理相關知識，分析了PE電熔管件的焊接原理以及焊接過程，得出在焊接過程中溫度以及壓力對焊接質(zhì)量影響很大，并對冷焊、過焊等焊接缺陷進行了較為深入的研究，得出了焊接缺陷產(chǎn)生的原因以及相應的預防應對措施，對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)有限元傳熱模型來仿真電熔焊接過程中內(nèi)部溫度場的變化情況，設計焊接實驗

3、驗證了溫度場模型的有效性，并通過焊接實驗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，針對電熔焊接中另一重要因素壓力進行了建模仿真研究，研究采用了兩種方法:利用溫度場的有限元模型進行熱應力耦合分析和建立簡化模型直接計算，模型計算結(jié)果與文獻中所得到的結(jié)果相吻合。
　　最后，將所建立的電熔焊接溫度場模型以及壓力計算模型用于對電熔焊接工藝參數(shù)的優(yōu)化中，并分析了發(fā)熱電阻絲的埋入深度、螺距等因素對電熔焊接質(zhì)