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。     

基于ANSYS的异种材料堆焊温度场动态模拟

针对大多数堆焊温度场的数值模拟都是应用于同种材料的现状,对异种材料的堆焊温度场进行了研究.建立适当的有限元模型,对异种材料堆焊过程中温度场的瞬态变化进行了动态模拟.利用三维有限元网格划分技术,对工件进行网格划分,并采用网格自适应技术对焊缝金属的网格进行自动加密与生成,为缩短焊接过程数值模拟创造了条件.在此基础上,利用ANSYS软件的APDL语言编写程序,实现施加移动焊接热源,得到了异种材料温度场的分布规律.计算结果与焊接温度测试结果很接近,表明该计算方法能够准确地计算焊接温度场,是一种实用的工程计算方法.     

0Cr18Ni9不锈钢焊接温度场的数值仿真

基于有限元软件SYSWELD对不锈钢0Cr18Ni9平板TIG焊的温度场进行三维动态模拟,得出了瞬态温度场分布图和特征点的热循环曲线,同时也得出了焊缝上任一点的温度变化与相变的关系.与文献资料比较表明,所建立的数值模拟仿真模型可以较好的模拟焊接温度场,为研究焊接过程中的应力应变和减少焊接应力与变形提供了参考依据.     

7A52铝合金双丝MIG焊接温度场及残余应力场数值模拟

运用大型有限元模拟分析软件ABAQUS,采用双丝MIG焊接方法,对7A52超硬铝合金的平板对接接头温度场和残余应力场进行数值模拟。模型选用三维实体单元,考虑了材料物理性能随温度变化的影响,借助Fortran语言添加DFLUX用户子程序完成热源模型的添加过程,利用单元“生死”及“追踪”模拟焊接过程。得出了三维温度场及残余应力场云图,并对数值模拟结果进行分析。     

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。     

铝合金激光—电弧复合焊温度场有限元数值模拟

采用复合热源焊接是一种比单一热源焊接更有潜力和发展前景的新型焊接方法,但复合热源的相互作用机理也更加复杂.为了更好地理解和研究复合热源的作用机理,采用ANSYS软件进行了8 mm厚铝板激光—电弧复合双道焊接的温度场数值模拟,比较得出了一种适合铝合金激光—电弧复合焊接的热源模型.实验结果表明,采用模型模拟得到的焊缝截面形状和实际复合焊接得到的焊缝截面形状符合度较好,该复合热源模型是铝合金复合焊接的一种理想热源模型.     

Q345钢摩擦叠焊焊接初始阶段数值分析

基于ABAQUS/Explicit有限元分析软件建立了Q345钢摩擦叠焊焊接同质材料的三维计算模型。采用ALE adaptive meshing技术预防网格畸变问题,分析了摩擦叠焊焊接Q345钢接头的温度场、轴向缩短量的变化。结果表明,焊接界面中心温度大约在2.0 s内迅速升到140℃左右,之后温度缓慢波动,接头温度渐趋于均匀,摩擦界面处金属开始发生塑性变形并被挤出形成翻边,轴向缩短量增加。     

基于组合热源模型的激光深熔焊数值模拟

针对激光深熔焊"螺钉"状焊缝截面,构造了高斯面热源和双椭球体热源叠加的组合热源模型。利用有限元分析软件ABAQUS和FORTRAN语言编写的用户子程序,实现了组合热源的加载,对激光深熔焊温度场进行了数值模拟。温度场结果表明,激光焊是快速加热和冷却的过程,且焊接工艺参数对熔池最高温度有一定影响。此外,分析了基于该组合热源模型所得的温度场与焊缝微观组织及显微硬度的关系,焊缝边缘的温度梯度比焊缝中心大,焊缝边缘处为柱状晶,而焊缝中心为等轴晶,焊缝的显微硬度比母材高。模拟所得熔池形状与试验中焊缝形状吻合较好,该模型能为激光焊工艺参数的预选和优化提供依据。     

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。     

基于ABAQUS的铝/镁层状复合材料SLM热源优化

利用ABAQUS有限元软件,使用移动热源和生死单元技术对SLM成形过程的三维瞬态温度场进行动态数值模拟,有限元模型考虑了随温度变化的材料热物性参数、凝固-冷却过程中的相变潜热等因素,在不同的热源参数下,对界面附近的温度场进行了分析与计算。结果表明:采用蛇形路径,当激光热源功率为350 W,扫描速度0.25 mm/s时,能够在纯铝与AM60的界面形成冶金结合的同时获得较好的力学性能,其界面抗剪强度达到了75.5 MPa。     

真空电阻凸焊温度场有限元分析

凸焊过程中凸焊筋的温度分布直接影响凸焊筋的压溃过程,从而影响最终的焊接质量.基于ANSYS 有限元分析软件,建立了用于真空电阻凸焊瞬态热过程分析的电热耦合有限元模型,分析了真空电阻凸焊的热电耦合过程,得到了焊接过程的热历程以及焊件各部位的温度分布,分析中考虑了随温度变化的材料特性参数、相变问题等.在此基础上分析了不同凸焊筋距离的双凸焊筋结构的温度场分布,得出凸焊筋距离对温度场分布的影响,为MEMS元件凸焊封装外壳的优化设计提供理论依据.     

真空电阻凸焊温度场有限元分析

凸焊过程中凸焊筋的温度分布直接影响凸焊筋的压溃过程,从而影响最终的焊接质量．基于ANSYS有限元分析软件,建立了用于真空电阻凸焊瞬态热过程分析的电热耦合有限元模型,分析了真空电阻凸焊的热电耦合过程,得到了焊接过程的热历程以及焊件各部位的温度分布,分析中考虑了随温度变化的材料特性参数、相变问题等．在此基础上分析了不同凸焊筋距离的双凸焊筋结构的温度场分布,得出凸焊筋距离对温度场分布的影响,为MEMS元件凸焊封装外壳的优化设计提供理论依据．     

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.     

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     

电子束焊温度场的研究现状与发展趋势

电子束焊接作为一种高能束加工方法 ,在生产应用中具有重要地位。电子束焊温度场决定了焊接应力场和应变场 ,是影响焊接质量和生产率的主要因素。介绍了电子束焊温度场模型 ,在分析了点热源、线热源模型的基础上 ,指出点热源模型仍是研究焊接温度场的基础 ,同时介绍了其它几种考虑电子束小孔效应的温度场模型。讨论了计算温度场的热源模式 ,给出以高斯函数分布和双椭圆体能量密度分布的两种热源模式。列举了热物理参数、相变潜热、熔池流动等影响温度场的因素。认为基于解析解法的复杂性和计算机的飞速发展 ,数值解法将在温度场研究中发挥更加重要的作用     

弹簧钢点焊熔核温度场的有限元模型

在充分考虑接触电阻、液态熔核温度、相变潜热等因素对点焊熔核温度场影响的条件下 ,建立了 65Mn弹簧钢点焊熔核温度场的有限元模型。利用该模型可以系统地研究弹簧钢的点焊热过程 ,为正确选择点焊工艺参数提供了理论依据 ,并可进一步实现弹簧钢点焊接头组织及性能的数值预测。验证表明 ,理论计算与实测结果吻合得较好。     

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。     

熔滴短路过渡建模及熔池三维瞬态行为模拟

针对短路过渡CO_2焊接的熔滴过渡随机性强、熔池动态行为复杂的特点,考虑熔滴与熔池短路时刻、短路时刻的熔滴半径、温度和中心位置等随机因素,提出了熔滴短路过渡行为模型.采用非对称高斯热源表征电弧热流密度沿焊接方向的非对称性,采用附加源项法处理熔池各动量源,采用VOF追踪熔池气-液界面,采用液相分数法和焓-孔隙度法处理液-固糊状区熔化金属凝固潜热及动量损失,建立了短路过渡焊接熔池的三维瞬态模型.基于FLUENT软件二次开发,模拟了熔池的动态行为,研究了熔池温度场和流场的瞬态变化.对比等速送丝和脉冲送丝情况,熔滴短路间隔时间的概率密度分布和焊缝成形的模拟与实验结果吻合良好,验证了熔滴短路过渡行为模型和熔池三维瞬态模型的有效性.     

T型焊接接头焊接温度场的确定

为求得在焊缝处连续的T型焊接接头的焊接温度场引用一个时间函数让总热源按时间分配为两个热源使焊接温度场的温度在焊缝处连续然后解出这函数也就解出了T型焊接接头的焊接温度场     

厚板柱坡口多层焊瞬时温度场的有限元计算

焊接弹塑性热应力计算的基础是瞬时温度场的确定。本文作为厚板焊接柱残余应力有限元分析的一部分,考虑了钢材的热物理性能随温度的变化,对厚板柱坡口多层焊接过程进行了非线性热传导计算。在计算程序中以集中质量热容矩阵代替协调质量热容矩阵,克服了瞬时温度场有限元计算中的温度波动现象,取得了满意的计算结果。结合弹塑性热应力分析,计算了5个厚板焊接箱形、4个厚板焊接工字形截面往焊接过程中的瞬时温度分布。