水冷式旋转电弧传感器温度场与流场仿真研究

摘要

旋转电弧传感器是根据电弧传感原理研制出来的一种传感器与焊枪一体化的新型焊枪。现有的旋转电弧传感器冷却结构只是针对枪体进行冷却的，冷却效果并不理想，而冷却结构的好坏直接影响到焊接质量和焊枪的使用寿命。因此，需要一种高效的冷却结构。
　　本文在总结现有焊枪冷却结构的基础上，提出了一种将冷却室直接加到导电杆上的冷却结构。在此结构基础上，根据流体力学原理，采用标准k-?方程和SIMPLE算法，利用 FLUENT软件对不同冷却室结构进行了三维流场仿真，根据两种模型的速度分布、压力分布、压力损失，确定了纯流动状态下较好的冷却室结构模型。
　　同时，根据传热学原理，利用GAMBIT软件建立了水冷式导电杆温度场仿真简化模型，利用FLUENT软件对水冷式导电杆进行了流固耦合传热仿真分析，得到了导电杆温度分布，经过冷却室冷却后导电杆温差为65℃、导电杆最顶端温度为62℃，改进后的导电杆模型冷却水室底部降温为80℃。
　　结果表明，水冷式导电杆的冷却室结构合理，冷却效果良好，冷却室起到温度隔断作用，基本上实现了设计目的。

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第一章 绪论

1.1 课题来源及研究背景和意义

1.2 国内外旋转电弧传感器焊枪结构

1.3 课题用旋转电弧焊枪结构

1.4 模拟软件介绍

1.5 本文研究任务和目的

第二章 水冷式导电杆仿真模型建立

2.1 冷却室流场仿真模型的建立

2.2 导电杆模型仿真模型建立

2.3 本章小结

第三章 冷却室流场仿真分析

3.1 流体域几何模型的提出

3.2 流体域网格划分和边界设定

3.3 计算过程设定

3.4 计算结果及分析

3.5 本章小结

第四章 水冷式导电杆流固耦合换热仿真分析

4.1 导电杆几何模型及网格划分

4.2 计算过程相关设定

4.3 温度场计算结果及分析

4.4 导电杆改进模型仿真及结果分析

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 工作总结

5.2 工作展望

致谢

参考文献