搅拌摩擦焊准稳态温度场数值模拟

搅拌摩擦焊接过程中的准稳态温度场分布对最终接头的焊接质量有着十分重要的影响,文中在深入分析搅拌摩擦焊物理过程的基础上综合考虑了摩擦产热和塑性变形产热作为其热源,建立了相应的温度场数值模型,在此基础上运用COMSOL有限元软件对工业纯铝1100在转速750 r/min、焊接速度300 mm/s工艺参数下的准稳态温度场进行计算,并利用红外测温装置对计算结果进行验证,结果表明该模型可以较准确地描述搅拌摩擦焊准稳态的温度场分布。     

CO2气体保护焊温度场的三维数值模拟与分析

采用商用ANSYS软件的二次开发语言,选用适宜于CO2气体保护焊的双椭球热源模型,建立了Y型坡口的两块钢板对接多层多道焊模型,分别采用三种不同"单元生死"技术对其温度场分布规律进行数值模拟及对比分析,验证了模拟过程中采用逐步、逐层激活焊缝单元的"单元生死"技术的必要性.得到了模型在各时间点的温度场分布,绘制了典型位置的热循环曲线,据此可掌握和预测实际焊接过程以及焊接之后焊件的组织、性能以及残余应力的变化情况.     

6063铝合金熔丝钨极氩弧焊温度场模拟与分析

针对普通钨极氩弧焊承载电流小、焊接效率低的问题,对厚度为4mm的6063铝合金板堆焊进行温度场数值模拟,采用双椭球热源焊接模型,运用Simufact welding软件对焊接进行仿真,模拟中综合考虑对流传热、辐射换热和接触传热等热量传递的影响,对比分析普通TIG焊和熔丝TIG焊的温度分布特点,研究熔丝TIG焊焊接过程中电流大小对温度场的影响。结果表明:相对于普通TIG焊,熔丝TIG焊的效率更高;随着电流的增大,熔丝TIG焊的熔宽和熔深均增加。模拟结果可为铝合金高效焊接提供参考。     

磁场和活性剂联合作用下TIG焊热源模型的确定

为了确定磁场和活性剂联合作用下TIG焊热源模型,分别采用双椭圆面热源模型和双椭球体热源模型对焊接熔池的温度场分布进行了数值模拟,根据模拟结果的等值线分布情况可以获得熔池形状.通过将试验值和模拟值进行对比可以发现,利用双椭球体热源模型得到的熔池形状与实际熔池尺寸相吻合,而双椭圆面热源模型不能很好地反应厚度方向上的温度分布.结果表明,双椭球体热源模型可以更加准确地表征磁场和活性剂联合作用下TIG焊的实际焊接过程,打破了以往依照焊接方法选取热源模型的传统.     

310S奥氏体不锈钢TIG自熔焊热源模型与温度场模拟

采用SYSWELD有限元软件对12mm厚的310S奥氏体不锈钢平板TIG自熔焊焊接过程进行了模拟研究。通过建立材料物性数据库,选用双椭球模型作为焊接模型,以对流和辐射作为模拟工件与外部环境热交换的主要方式,将模拟获得的焊缝截面形貌、焊接热循环曲线和实验获得的焊缝截面形貌、焊接热循环曲线对比,建立了焊接热源模型,获得了TIG焊温度场分布。研究表明:建立的焊接热源模型拟合良好,参数选取的较为合理;双椭球热源模型能较好的模拟310S奥氏体不锈钢TIG焊接过程的温度变化。     

基于串热源的MAG焊接温度场解析计算

推导了工件上任意一移动点热源作用下温度场的瞬态解 ,将电弧热流和熔滴热焓量两部分构成的MAG焊接热输入近似处理为沿 3个坐标轴的一连串点热源 ,根据实验结果确定了热输入的分布模式 .计算了MAG焊的温度场 ,计算表明该模型能较精确地计算出熔合线的几何形状 ,预测熔深 .焊接工艺实验验证了该计算模型的可靠性     

基于串热源的MAG焊接温度场解析计算

推导了工件上任意一移动点热源作用下温度场的瞬态解，将电弧热流和熔滴热焓量两部分构成的MAG焊接热输入近似处理为沿3个坐标轴的一连串点热源，根据实验结果确定了热输入的分布模式，计算了MAG焊的温度场，计算表明该模型能较精确地计算出熔合线的几何形状，预测熔深，焊接工艺实验验证了该计算模型的可靠性。     

SS400钢焊接温度场数值模拟与试验验证

为得到SS400超细晶钢焊接温度场分布规律,用ANSYS软件,对SS400钢焊接温度场进行模拟计算,利用体生热率及生死单元技术来实现热源移动和焊缝的生成,得到一定焊接工艺下的焊接温度场分布规律。为验证模拟计算结果的准确性,进行了8 mm厚SS400钢平板对接焊试验,对焊接温度场进行了测定。对比结果发现,模拟计算的温度场与试验温度场变化规律基本相同。用ANSYS分析焊缝及热影响区的热循环曲线是可行的。     

高强埋弧焊接圆钢管多层多道焊接数值模拟

为研究高强埋弧焊接圆钢管纵向残余应力分布规律及影响因素,考虑了高强钢材非线性物理材料属性和焊接过程中的相变潜热,以均匀热源模型模拟第一道次熔化极气体保护焊(GMAW)热源,以双椭球热源模型模拟第二、三道次埋弧焊(SAW)热源,通过单元生死功能模拟焊缝生长过程,并在焊接荷载步间不断修正钢管与空气热传递的表面积,对3道次焊...     

利用不同焊接热源模型对结构件进行焊接模拟

基于ANSYS,分别使用高斯热源模型和分段热源模型对金属结构件的焊接过程进行了有限元模拟,使用单元生死技术模拟焊接材料的生成,并考虑了相变潜热对温度场的影响.本文先计算温度场,然后把温度场作为载荷来计算结构场,得到残余变形和应力的分布,从而实现焊接过程的温度场、残余应力和残余变形的三维动态模拟.结果表明:利用分段热源模型能够在保证计算精度的前提下,大大提高计算效率,明显缩短计算时间.     

Monel-400合金板焊接温度场有限元分析

利用ANSYS有限元分析软件,根据钨极氩弧焊焊接特点,建立了高斯衰减热源模型,并在一定厚度、一定焊接工艺条件下对Monel-400合金板焊接温度场进行了模拟计算。模拟结果分析得到：利用高斯旋转热源在焊接过程中形成了长度为12 mm,宽度为7 mm,深度为5 mm的熔池。熔池上表面与下表面温度相差约620℃,热影响区节点温度随到焊缝中心距离的增加而不断减小。模拟结果表明改进后的热源模型与实际焊接较为吻合,有利于提高焊接温度场的模拟计算精度。     

20钢管道对接埋弧自动焊接温度场模拟

管道焊接过程中,温度场的分布对焊接的质量有重要影响.本文采用有限元法,建立了20钢管道对接焊接接头有限元计算模型,通过设置一定的焊接电压、焊接速度以及热源有效利用率,对在不同焊接电流输入条件下的三维瞬态温度场进行了模拟.计算得到了焊接熔池不同位置的热循环曲线,同时还得到了热影响区的热循环曲线.通过改变焊接电流调试能量输入,最终获得最佳焊接电流选取范围为720~800A,对焊接工艺参数的选取起到导向作用.     

7N01铝合金电子束定点焊熔池输运现象预测

为有效改善真空电子束焊焊缝成形并抑制成形缺陷产生,本文以12 mm厚7N01铝合金为研究对象,基于CFD软件Ansys Fluent深入分析了电子束定点焊匙孔钻取过程及熔池传热和流体输运现象并进行了实验验证.为真实反映电子束流能量密度空间分布特点,建立了考虑束流活性区特征的自适应热源模型并采用VOF算法对气液界面进行实...     

地源热泵有限长圆柱面和圆柱体热源模型

为进一步提高地源热泵解析模型的精度,对地源热泵钻孔外非稳态温度场模型进行了研究.考虑地面边界条件、钻孔的有限深度及热流在钻孔径向的分布,提出有限长圆柱面和圆柱体热源模型.在地面以上设虚拟热汇,把温升看成时间、空间上连续的瞬时点热源温度响应的叠加,即采用格林函数法,得到这2种模型的温升解析解.与实验数据对比表明：2种模型可以更精确地计算钻孔外非稳态温度场.计算结果也表明：圆柱面模型和圆柱体模型计算得到的结果差异不大,在计算量上圆柱面模型要小些,因此,在实际应用中推荐采用圆柱面模型.     

现代航空发动机整体叶盘电子束焊接技术及计算模型

整体叶盘省去了榫齿连接技术的了榫头、榫槽和锁紧装置,避免了榫头气流损失,减少了结构重量和零件数量;取而代之的是先进的连接技术,本文着重对电子束焊接及其热源模型进行了概述．     

中厚、薄板快速电弧焊热循环数学模型

从电弧焊热源（电弧）在中厚、薄板对接焊时以一定速度匀速移动的实际情况出发,建立了比较适用的焊接热影响区的热循环方程,并根据焊接热影响区中某点的t8/5（或8/3）在焊接条件不变的前提下和该点与热源的距离基本无关这一事实,推导出不合被焊材料的定压比热容、热导率、密度、热扩散率等物理性能以及焊接热输入、焊接速度和板厚等参数,只含有热循环峰值温度Tmax、焊件初始温度T0及t8/5（或t8/3）等参量的热循环数学模型,从而简化了计算,方便了应用。     

整体绝缘接头焊接残余应力有限元模拟

为研究整体绝缘焊热过程,建立整体绝缘接头对接焊三维温度场有限元数值分析模型。考虑材料非线性并采用热弹塑性有限元方法,模拟整体型绝缘接头的温度场、应力场及变形情况,同时模拟分析温度场对整体型接头密封性能的影响。