航空发动机叶片MPAW修复传热建模及冷却方法

热源参数和冷却速度是影响钛合金叶片焊接修复质量的关键因素.基于脉冲热源叠加原理和高斯分布特性,建立了焊接热源的数学模型,根据夹具实体结构建立了焊接修复有限元模型,通过COMSOL进行传热过程建模,并通过试验对热源模型进行了验证.根据传热仿真结果分析了夹具的传热特性,设计了夹具的冷却结构和流体参数.通过建立典型位置的参数化表面,对比分析了采用冷却方法之后最高温度变化情况并进行了焊接试验.结果表明,热源模型与实际吻合度较好,采用的换热方法可有效提升焊接修复效果.     

基于有限元的管线钢焊接温度场模拟

针对管线钢焊接,考虑了材料热物理性能参数、相变潜热与温度的非线性关系,建立了焊接过程的数学模型和物理模型。利用ANSYS软件的APDL语言编写程序,实现了在移动热源载荷下的焊接有限元计算,分析对比了不同焊接工艺参数对焊接温度场的影响程度。     

埋弧焊平板焊接温度场数值模拟

根据埋弧焊的焊接过程和热源特点,利用ANSYS软件建立埋弧焊几何模型和有限元模型,模拟X80管线钢埋弧焊焊接温度场.焊接工艺参数为I=1500A、U=33V、v=1.7m/min,焊接热源选择双椭球热源模型,用APDL程序施加移动热源载荷,计算得出焊接熔池的形状、尺寸及热影响区的温度分布.模拟结果与实验结果吻合较好.     

不锈钢薄板激光对接焊有限元仿真分析

利用ANSYS软件热-结构耦合功能,对AISI202不锈钢薄板激光对接焊进行仿真分析.建立高斯热源模型.并通过APDL语言编写程序实现热源的移动加载,对焊接温度场进行动态模拟.最后进行残余应力场分析,得出残余应力的分布规律.试验测量结果与仿真结果对比表明,二者具有较好一致性.     

SS304不锈钢焊接热输入过程中温度及残余应力分析

结合高斯热源模型与圆柱热源模型,对SS304不锈钢在不同温度下的性能进行仿真和分析。在持续恒定的热输入情况下建立热源模型,通过仿真模拟焊接参数,分析焊接中温度和残余应力复杂的变化过程,得出材料在高温下的性能。     

基于ANSYS的高强钢厚板对接焊缝热裂纹成因分析

利用ANSYS的APDL参数化设计语言,以节点方式建立模型,对实际生产中JFE-HITEN 780S高强钢CO2气体保护焊的三维焊接温度场和应力场进行了数值模拟。模型实现了对实际生产中JFE-HITEN 780S高强钢36 mm厚板的13层、29道实体焊接工艺过程进行的仿真,在仿真和理论基础上对焊接热裂纹的成因和防止措施进行了分析。     

基于ANSYS的管线钢堆焊温度场数值模拟

针对管线钢堆焊,考虑了材料热物理性能参数与温度的非线性关系,建立了焊接过程的数学模型和物理模型。利用ANSYS软件的APDL语言编写程序,实现了在移动热源载荷下的焊接有限元计算,分析对比了不同焊接工艺参数对焊接温度场的影响程度,并拟合出了焊接板厚与T8/5的经验公式。     

基于焊接质量双椭球热源形状参数的简化模型

通过实测熔池形状确定双椭球热源形状参数存在成本高、效率低的问题。针对该问题,文中通过对6 mm以下薄板的对接接头模型进行了仿真,确定了不同焊接工艺参数、不同热源参数和不同板厚条件下双椭球热源的形状参数。根据仿真分析的结果建立了双椭球热源形状参数与板厚的数学模型关系式,从而简化了热源形状参数,提高了焊接仿真的效率,降低了试验成本。     

HFW焊管排辊成型焊接过程的有限元模拟

在HFW焊管的成型过程中,焊接质量直接影响着最后成品钢管的质量好坏,要得到质量好的钢管,消除因高频焊接产生的热应力是一项很重要的工序。故在生产前,利用ANSYS建立HFW焊管的焊接后热应力的三维有限元模型具有指导意义。利用ANSYS参数化语言APDL,建立HFW焊管的有限元模型,添加热源和边界条件,综合考虑焊管材料的热物性,并利用生死单元技术和循环语句实现热源的移动,从而获得HFW焊管在焊接过程中的温度场和应力场分布并对其进行分析,对应力场分析发现焊缝处的应力较小,而焊缝处过热区的应力较大。     

深熔激光焊新型热源模型的研究

综合考虑激光深熔焊的工艺特点和几何参数,建立了三维锥体热源模型和高斯面热源相组合的热源模型。利用大型有限元分析软件ANSYS的热分析模块及其自带的APDL语言编写数值分析程序,模拟了激光深熔焊的三维瞬态温度场,并与实际的焊接试验对比分析,结果表明,建立的热源模型能够较好地反映了激光焊的深熔特性,特别是熔池的"螺钉状"结构,为进一步研究激光焊的数值模拟奠定基础。     

液压挖掘机动臂体的焊接有限元模拟

通过焊接过程的理论分析和现状研究,以液压挖掘机的动臂体焊接为例,给出了整个动臂体焊接温度场和残余应力的计算流程,采用ANSYS有限元分析软件对焊接过程进行分析,利用APDL语言进行数值模拟运算.有限元模型采用三维实体单元,考虑到材料的物理性能随温度的变化而变化,运用内生热的加载方式模拟焊接热源,运用生死单元法模拟多道焊缝的焊接过程.获得了多道焊缝的焊接过程和焊接温度场、残余应力场,并对结果进行了讨论.     

16Mn钢U形焊接接头残余应力和变形

利用有限元分析软件ANSYS/APDL语言编写程序,选用U形焊接接头,采用生死单元方法的热源加载模式,进行多步循环,实现了焊接全过程残余应力场的三维动态模拟,获得了焊接接头残余应力和残余变形的分布规律;采用CO2气体保护焊对16Mn钢U形焊接件进行焊接,得到了焊接接头冷却后最终的残余变形情况,仿真结果与实验所得的规律相吻合,为进一步研究和消除焊接残余应力和应变提供了依据。     

异厚度铝合金薄板激光拼焊温度场数值模拟

利用ANSYS软件对异厚度铝合金激光拼焊的温度场进行三维瞬态有限元分析.为了提高计算精度和效率,采用过渡网格划分形式划分网格以保证焊缝处网格足够细小.选取高斯函数分布的热源模型,利用ANSYS软件的APDL语言编写程序实现移动热源的加载.在模拟中既考虑一般激光焊接中材料热物理性能参数的温度相关性、熔化潜热、边界条件、等离子体、熔池对流、保护气体等对温度场的影响,又考虑异厚度铝合金激光拼焊的特性.利用高温热电偶检测异厚度铝合金激光拼焊过程中的温度场,将模拟值与实测值进行对比分析,结果表明,模拟值与实测值吻合良好.     

2219铝合金电子束堆焊凝固缺陷的模拟预测

铝合金电子束堆焊焊缝根部缩孔是一种特种焊接缺陷,它会导致应力集中诱发裂纹产生,显著降低焊件承载能力,必须给予足够重视.文中主要借助于ANSYS有限元软件的APDL二次开发编程语言,将匙孔模式焊接热源模型与枝晶间渗流理论和Niyama判据相结合,提出了一套基于温度场的凝固收缩判据程序,并应用它成功模拟预测了非熔透2219铝合金电子束堆焊件的根部缩孔缺陷.结果表明,通过模拟手段得到的缩孔缺陷沿焊缝熔深方向误差为8.76%,沿焊缝熔宽方向误差为13.28%,与试验对比件基本吻合,验证了缺陷判据程序的正确性和实用性.     

铝合金变极性穿孔型等离子弧焊工艺的热源模型

选用包含面高斯热源和圆柱体热源模型的组合热源模型去模拟变极性穿孔型等离子弧焊工艺的温度场．通过大量的工艺试验,分析主要工艺参数对铝合金变极性穿孔型等离子弧焊成形的影响．借助有限元分析手段,在热源模型和实际工艺参数之间建立了联系,并通过线性回归分析的方法将这种联系用数学方式表达出来．结果表明,变极性穿孔型等离子弧焊除了电流和行走速度外,离子气流量、钨极内缩量和喷嘴末端到工件表面的距离都是十分重要的工艺参数,对焊缝形貌特征影响很大．     

基于APDL的多丝埋弧焊温度场模拟的算法研究

焊接温度场的分析是焊接研究的基础,多丝埋弧焊焊接温度场模拟的难点在于热流密度的计算和加载。在考虑了焊丝偏转的情况下,采用双椭球热源模型,并应用叠加原理,使用APDL（ANSYS Parameter Design Language）完成移动热源热流密度加载计算。在计算程序中采用标量参数而不用数组,保证其在一次循环中完成计算工作,从而避免了大量数值存储、调用、循环造成的计算量过大。通过三丝埋弧焊直缝管焊接温度场计算和焊缝形状对照结果表明：该方法的计算精度能够达到预计的精度,可以用于多丝埋弧焊焊接温度场的计算。     

基于ANSYS APDL语言的零件参数化有限元分析

对于系列化产品,可以借助参数化设计的思想,将参数化设计与有限元分析相结合,实现复杂模型的结构参数调整,自动生成实体模型并完成有限元分析,以优化产品结构,缩短设计周期.有限元分析软件ANSYS提供的参数化设计语言(APDL)用建立智能分析的方法,为零件进行参数化有限元分析提供了有力工具.文章介绍了采用APDL进行参数化有限元分析的实施步骤,并以圆柱弹簧为例,详细阐述了这一过程的实现.结果表明,这种方法可以减少重复工作,提高工作效率.     

不锈钢车体非熔透激光搭接焊热源模型

用激光搭接焊取代电阻点焊是解决不锈钢车体表面质量和密封性问题的理想方法,但在不锈钢车体非熔透型激光搭接焊工艺试验过程中,发现在常用的激光焊接工艺参数范围内,搭接接头的熔池形状近似花瓶状,不同于通常情况下热导焊时呈碗状和深熔焊时呈钉形.为此,基于ABAQUS有限元分析软件,分别对高斯热源、高斯热源+柱体热源、三维正锥体热...