异厚度铝合金薄板激光拼焊应力应变场数值模拟

利用ANSYS软件对异厚度铝合金激光拼焊的应力应变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以保证焊缝处网格足够细小。定义弹性模量E，线膨胀系数al，泊松比μ等随温度变化的材料力学参数值。指定塑性分析选项为经典的双线性随动强化（BKIN），边界条件约束焊件的自由度以模拟夹具的作用。结果表明，由于厚度不同，薄厚两板应力应变场存在差异，薄板焊缝附近的应力场范围较大，变形比厚板复杂且比厚板大。利用小孔释放法检测异厚度铝合金激光拼焊板的残余应力，将模拟值与实测值进行对比分析，结果显示模拟值与实测值吻合良好。     

铝合金激光拼焊应力场数值模拟

利用有限元分析软件ANSYS模拟铝合金激光拼焊时应力场的变化.选取的热源模型为高斯热源,利用ANSYS软件的APDL语言编写程序实现移动热源的加载.在模拟中不但要考虑一般激光焊接中参数对应力场的影响,还要考虑铝合金激光拼焊的特性.结果表明,在焊缝区工件处于拉应力状态,远离焊缝逐渐过渡到压应力状态.当激光功率3000～4500 W、焊接速度2～4 m/min时,随着激光功率增大和焊接速度降低,焊缝附近的拉应力峰值及应力分布范围增大.     

焊接热过程和冶金过程

异厚度铝合金薄板激光拼焊温度场数值模拟；6061铝合金表面激光熔覆温度场的仿真模拟；Fluent在焊接模拟中的应用；磨机简体盖面层焊接温度场、应力场三维有限元分析；电子束钎焊技术及有限元分析管板接头温度场[编者按]     

激光拼焊板焊接工艺及焊后的力学性能

基于ABAQUS有限元软件建立热力耦合分析模型,利用锥形热源模型对拼焊板激光焊接进行模拟,分析得出拼焊板激光焊接过程中温度场、应力场以及焊后残余应力场的分布规律;基于有限元模型,进行单向拉伸模拟并分析卸载后残余应力变化规律,通过解析模型对焊后拼焊板单向拉伸试件宏观拉伸力进行分析;在不同工艺参数下,结合数值模拟与实验对焊接质量进行研究,得出合理工艺参数范围,为后续分析拼焊板材料性能波动、拼焊板焊接实验及拼焊板自由弯曲回弹控制奠定了基础。     

异厚度铝合金激光拼焊温度场的测试

利用高温热电偶检测异厚度铝合金激光拼焊时的温度场,分析不同检测位置、激光功率、焊接速度、添加粉末、板材厚度对温度场的影响.测量结果表明,焊缝附近温度梯度非常大.激光功率越高、焊接速度越慢,同一测量点峰值温度越高.添加金属粉末时,材料表面对激光的吸收率增强,同一测量点的峰值温度升高.同一测量点薄板的峰值温度比厚板高,达到峰值温度的时间比厚板短.     

激光焊接圆锥体热源模型及参数研究

激光焊过程中包含了一系列复杂的物理、化学反应现象.为合理描述激光焊温度场,采用圆锥体热源模型,用有限元分析软件ANSYS对激光焊温度场进行计算模拟,得到相应的温度场分布及焊缝熔深、熔宽.计算结果表明,所用圆锥体热源模型能较好符合试验结果,有效反映实际激光焊过程.同时根据试验测得的焊缝形状,结合数值模拟,用反演方法给出了模型参数的计算公式.该公式可以实现一定焊接工艺条件下确定激光焊接圆锥体热源模型的参数,并方便进行激光焊温度场模拟和焊缝宽度的预测.     

激光焊接温度场数值模拟

深入分析了激光焊接小孔传热模型的特点，在此基础上选取合适的热源形式，研究了移动线热源和高斯分布热源作用下，准稳态与瞬态激光焊接温度场。利用MAT—LAB软件及ANSYS有限元分析程序对激光焊接温度场地分别进行了计算及模拟，并且将两种分析结果进行了比较。最后还将有限元的模拟值与实测值进行了对比分析，进一步验证了小孔模型与高斯热源在激光焊接温度场模拟中的适用性。     

异厚度铝合金激光拼焊残余应力场测试研究

采用小孔释放法检测异厚度铝合金激光拼焊后的残余应力场,分析残余应力产生的原因和规律,对比薄厚两板残余应力场的差异。测量分析结果表明:异厚度铝合金激光拼焊残余应力场分布规律与普通熔焊方法相似,但分布区域较窄;薄板残余应力场与厚板分布相似,但残余应力值范围较大。     

异厚度铝合金激光拼焊残余应力场测试研究

采用小孔释放法检测异厚度铝合金激光拼焊后的残余应力场，分析残余应力产生的原因和规律，对比薄厚两板残余应力场的差异。测量分析结果表明：异厚度铝合金激光拼焊残余应力场分布规律与普通熔焊方法相似，但分布区域较窄；薄板残余应力场与厚板分布相似，但残余应力值范围较大。     

2024铝合金薄板激光拼焊工艺优化及有限元模拟分析

利用Nd:YAG激光器对厚度为0.5mm的Al-Cu-Mg系2024铝合金薄板进行激光焊接试验。通过正交实验研究了影响焊缝质量的因素,优化了激光焊接工艺参数,并基于ANSYS建立高斯热源模型,利用APDL语言编程实现热源的移动加载,从而对焊接温度场进行动态模拟,得出温度分布,最后进行温度场和焊缝宽度测量。对比表明,试验数据和模拟结果吻合较好。     

因瓦合金TIG焊接温度场模拟分析

根据因瓦合金和45钢TIG焊接特点,建立几何模型并确定双椭球热源模式,利用ANSYS软件模拟不同板厚焊接过程中温度场变化,实现温度场与应力场的弱耦合,模拟焊接温度场分布再现温度场的大小及分布情况;利用不同的焊接工艺参数和被焊材料厚度进行了焊接试验,测定焊接过程中特定位置的变形情况,对比分析数值模拟与试验结果.结果表明,在电流132 A,电弧电压17.1 V,焊接速度4 mm/s,板厚1.88 mm的焊接工艺参数条件下可以实现因瓦合金的熔透性焊接,获得良好的焊接接头;利用有限元数值分析方法模拟了焊接工艺参数条件下的焊件温度场分布和熔透性,模拟结果与试验结果一致.     

拼焊板等离子体弧柔性成形数值模拟

采用等离子体弧作为热源对低碳钢差厚拼焊板进行弯曲成形研究,并利用有限元分析软件ANSYS对差厚拼焊板进行弯曲成形模拟。通过分析匀速恒功率热源、变速恒功率热源及匀速变功率热源扫描差厚拼焊板的温度梯度和应力分布,给出了一种较好的拼焊板热成形方法,最后通过试验对有限元分析结果进行了验证。     

Numerical simulation of temperature field in deep penetration laser welding of 5A06 aluminum cylinder

Deep penetration laser welding temperature field of 5A06 aluminum alloy canister structure was simulated using the surface-body combination heat source model by ANSYS, which was made up of Gauss surface heat source model and Gauss revolved body heat source model. Convection, radiation and conduction were all considered during the simulation process. The thermal cycle curves of the points both on the shell outer surface and in the seam thickness direction were calculated. Simulated results agreed well with the experiment results. It concluded that the surface-body combination heat source model was fit for the temperature field simulation of deep penetration laser welding of the aluminum alloy canister structure. This method was proved to be an efficient way to predict the shape and dimension of welded joint for deep penetration laser welding of the aluminum alloy canister structure.     

铝-铜异种材料对接搅拌摩擦焊温度场数值模拟

根据铝-铜异种材料对接搅拌头偏置搅拌摩擦焊接特点,利用ANSYS软件,模拟焊接过程中的瞬态变化温度场以及焊缝区域各点的热循环曲线. 通过对比分析了移动焊接稳定阶段焊缝横向、纵向及厚度方向各点的最高温度变化;对比不同焊接参数的变化对焊接温度变化的影响,确定主要影响因素为搅拌头转速. 通过试验采集特征点热循环曲线与模拟比较的结果吻合度良好,验证了热源模型与散热模型的准确性. 温度场模拟结果表明,异种材料偏置搅拌摩擦焊过程中温度最高值出现在焊缝中心偏铝合金侧位置.     

基于ANSYS的GMAW温度场计算

根据传热学、流体力学、物理冶金等理论，建立了运动电弧下熔化极气体保护焊(GMAW)的三维非稳态熔池的数学模型。在数学模型的基础上建立了GMAW堆焊的有限元模型，并使用通用有限元软件ANSYS对熔池温度场进行了计算，在计算的过程对有限元模型进行了非均匀网格划分，加入了熔滴对熔池的能量和表面变形的影响，采用了双高斯热源叠加的双峰热源分布模型，应用有限元生死单元的处理方法。并通过不同工艺参数下的工艺试验的熔宽和熔深的测量值与ANSYS计算值进行了比较，熔池的熔宽和熔深的误差均控制在8％以内。结果表明，使用ANSYS和使用双峰分布的热流来计算GMAW温度场均是可靠和可行的。     

强流脉冲电子束改性过程温度场数值模拟

强流脉冲电子束表面改性过程具有非稳态、有内热源的温度场特点,利用ANSYS软件对其温度场进行了数值模拟。以纯镁板材为实验材料,采用强流脉冲电子束装置对试样表面进行了脉冲次数为10次的辐照处理。建立了强流脉冲电子束表面改性过程内热源的一维物理模型,并在实验和理论基础上对电子束改性过程中的温度场演化进行了数值模拟。模拟结果显示,所建立的物理模型与实验结果较为吻合。     

强流脉冲电子束改性过程温度场数值模拟

强流脉冲电子束表面改性过程具有非稳态、有内热源的温度场特点,利用ANSYS软件对其温度场进行了数值模拟。以纯镁板材为实验材料,采用强流脉冲电子束装置对试样表面进行了脉冲次数为10次的辐照处理。建立了强流脉冲电子束表面改性过程内热源的一维物理模型,并在实验和理论基础上对电子束改性过程中的温度场演化进行了数值模拟。模拟结果显示,所建立的物理模型与实验结果较为吻合。     

钢板水火加工温度场热源参数预报研究

本文以水火弯板加工过程中的燃气流量、火焰移动速度、加工时间和钢板厚度作为输入参数,热源热效率和热源半径作为输出结果,建立了一种可以预测水火弯板热源模型参数的BP神经网络方法.应用神经网络预测结果设定水火弯板数值模拟时钢板表面的热流载荷参数,基于ANSYS软件得到钢板水火弯板温度场数值计算结果.经应用实例验证,以BP神经网络输出为热源参数的水火弯板数值计算结果与试验测试结果基本一致,说明本文所建立的BP神经网络方法可以用来预测水火弯板温度场热源模型参数.     

厚板多层多道焊温度场的有限元分析

考虑坡口形式对焊接热输入分布的影响及焊缝横断面形状特征,建立了超细晶Q460高强钢厚板多层多道GMAW焊有限元分析模型.利用ANSYS软件对超细晶钢多层多道焊焊缝及热影响区形状尺寸进行了模拟计算,计算结果与试验结果吻合较好.对超细晶钢多层多道焊温度场及热循环曲线进行了计算和定量分析.结果表明,后续焊缝对整个厚度方向上热影区热循环的峰值温度、高温停留时间及冷却时间有重要影响,应严格控制后续焊缝热输入或层间温度.     

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.