焊接凝固裂纹温度场数值模拟的后处理系统

在已完成的焊接凝固裂纹数值模拟工作的基础上,作者设计了一个凝固裂纹数值模拟系统。文中主要介绍其中的温度场数值模拟后处理系统。该系统以ADINT软件为基础,利用Visual Basic6．0作为主要编程语言,借助数学软件MATLAB5．3及Matrix VB矩阵运算函数库建立了温度场数值模拟后处理系统,实现了温度场的三维、等高线、横截面、纵截面和循环线的显示功能。通过方便的位置和时间步设置,实现了任意位置和时刻温度场的计算结果处理和显示。     

基于二维焊接温度场检测的三维温度场计算机模拟

采用图象比色法,建立了焊接温度场实时检测系统,快速获取了二维焊接温度场分布。对于低碳钢薄板ＴＩＧ焊,利用实际检测二维温度场分布结果,对各种热源分析模型进行了验证,得到双椭圆热源分布模型二维温度场计算结果与实际温度检测结果最为接近。利用双椭圆热源分布的数值计算模型和实际检测二维温度场分布结果作为边界条件,获得了整个焊件更宽温度范围和三维温度场分布的在线模拟。正反熔宽模拟计算结果与实际的结果吻合。     

6mm厚AZ31B镁合金板电子束焊接实验和数值模拟

采用非线性结构分析,并建立热-结构耦合的有限元单元模型,对6mm厚AZ31B镁合金无填丝的电子束堆焊温度场的分布及焊缝形貌进行了数值模拟.焊接热源采用高斯旋转曲面体热源,可以较真实的呈现出电子束焊温度场变化情况;通过对比模拟焊缝形貌与试验所得焊缝形貌表明,该模拟较好地体现出电子束深熔焊所具有的钉子型焊缝的特点;热电耦所测温度和模拟温度场结果基本一致.     

焊接残余应力数值模拟的研究与发展

分析了用有限元法计算焊接残余应力的基本理论，其中包括温度场和应力场的数值模拟，介绍了焊接残余应力数值模拟方法的近期研究成果，并探讨了焊接残余应力数值模拟技术的发展趋势。     

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。     

不锈钢焊接温度场的三维数值模拟

分别详细分析了焊接热源的三种计算模型即高斯热源模型、双椭圆高斯热源模型及双椭球热源模型的数学表达式与物理特点。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时间创造了条件。在此基础上又对其中两种焊接热源模型所建立的温度场进行了计算，得到了不锈钢SUS310材料温度场的分布规律，研究了各种参数对温度场分布的影响，并与工艺试验结果进行了比较，提出了适合三维有限元分析的最佳焊接热源模型。     

薄壁低碳钢管焊接变形的数值模拟

基于泛用软件ABAQUS,开发了适用于模拟熔化焊产生的温度场、应力场和应变场的热弹塑性非线性有限元计算方法.通过建立三维有限元模型和采用双椭球高斯体积移动热源,对低碳钢薄壁钢管的焊接温度场和焊接变形进行了数值模拟.同时还采用焊接机器人实际进行了低碳钢薄壁钢管的焊接,并实测了钢管的焊接变形.结果表明.数值模拟得到的变形和...     

7075铝合金电子束焊接温度场数值模拟

针对航空航天业中应用较广的7075铝合金,采用ANSYS有限元软件,按照划分单元、逐次计算并逼近真实值的近似计算方法,对该合金电子束焊接的热过程进行了计算机数值模拟的可行性研究.结果表明,7075铝合金电子束焊接过程中焊接热输入较大,焊缝较窄,熔深大.通过验证,用有限元数值模拟方法得到的焊接及热处理温度场分布规律与实测温度值基本一致.     

铝合金壳体及其橡胶密封圈焊接温度场数值模拟

采用有限元法对方形电容器铝合金壳体焊接结构在密封焊过程中的温度场演变规律进行模拟计算。在实际构件上截取焊缝试样进行宏观观察,确定焊缝的几何参数;在热扩散仪上对材料的热导率和比热容进行测试,获得有限元计算所需准确的材料热物理参数;在材料试验机上对材料进行高温拉伸试验,通过多个温度点的应力应变曲线判断材料的熔点温度。有限元计算结果表明,随着焊接热输入的不断累积,焊接峰值温度的升高会对橡胶元器件造成一定影响,合理控制工艺参数可以避免焊接温升造成的橡胶元器件损坏。     

焊接接头冷却组织计算机模拟的研究动态

综合评述了焊接接头冷却组织计算机模拟的现状。着重讨论了焊接接头冷却组织预测的数学模型,并给出了相应的算法。     

铝-钛合金线性摩擦焊接温度场和应力场的计算机模拟分析

在ANSYS软件中建立线性摩擦焊平衡阶段的二维FE模型,在此模拟中获得了温度场和应力场分布。在模型中使用一组焊接实验的变量参数,对Ti-6Al-4V钛合金和A2024铝合金焊接进行模拟,通过LFW简化模型,研究了夹具尺寸对模拟结果的影响。结果表明,夹具位置对产热有重要的影响。研究不同夹具安装位置对温度分布的影响,可以保证焊接过程中温度近似均匀分布。     

ANSYS在激光焊接温度场数值模拟中的应用

通过分析和总结激光焊接过程有限元模拟的研究现状，综述了利用ANSYS进行激光焊接三维温度场有限元数值模拟中，物理模型的建立和网格划分、边界条件、等离子体及熔池对流等问题的处理。     

不锈钢平板焊接过程的温度场模拟

以厚大不锈钢平板件作为焊接材料,采用直接差分法求解热传导方程,运用C++语言编写模拟程序,再现焊接过程中的温度场分布,研究了热量集中系数对温度场分布及热影响区的影响。结果表明:焊接过程中,在移动热源前方等温线较密集,热源后方等温线较稀疏,以焊接点为中心,热扩散层呈辐射状。随着热量集中系数k的增加,材料的最高温度和最低温度均升高,热影响区域面积减小。     

特厚板坯凝固过程三维热模拟研究

连铸坯重压下技术是改善大断面铸坯中心偏析、缩孔,提升铸坯致密度的有效手段,但重压下位置的合理与否直接影响到重压下技术的应用效果。本文以断面420 mm×2 390 mm的ES355特厚板坯为研究对象,建立了温度场三维有限元分析模型,通过现场测温和射钉实验的凝固终点测试验证了模型的可靠性;利用模型研究了过热度、拉速和比水量对ES355凝固过程温度场和固相率的影响规律。结果表明,相比过热度和二冷比水量,拉速对ES355铸坯温度场、凝固终点和固相率的影响较大。     

基于ANSYS的中厚板补焊焊接温度场的数值模拟

利用有限元分析软件ANSYS对中厚板的焊补温度场进行了数值模拟。在模拟过程中,利用ANSYS软件的APDL语言以及单元“死活”技术模拟焊缝金属由下至上的填充过程,较好地模拟了补焊时焊接电弧向上移动加热过程以及整个温度场的瞬态变化,并且实现了参数化编程。     

焊接过程瞬态组织预示的计算机模拟

焊接过程瞬态组织预示程序是在先前的焊接热传导程序基础设计而成的。利用状态图和相变动力学中的计算公式,该程序可以给出整个接头中任一点瞬态各组织的体积百分数,并绘出各组分的等值分布图。与最终接头中的观测值相比,相对差值约±10%。应用这一程序,对低合金钢实际管线环焊缝手工焊进行了计算模拟,进一步验证了该程序的可行性和可靠程度。     

铝合金加筋板焊接温度场和残余应力数值模拟

数值模拟作为一种高效可靠的技术手段,可分析焊接过程中温度场的分布情况。在数值模拟中,采用热源模型代替焊接热输入,使用热源模型是获取温度场的基础。梳理了现有的热源模型,并进行分类归纳,分析和总结了不同热源模型的特点、局限性及适用焊接场景。结果表明,高斯热源适应于焊接速度小、电弧冲击力小、焊接板材厚度不大的焊接方法;双椭球热源适用于焊接速度大、电弧冲击力大、焊接板材厚度较大的焊接方法;在大型构件的数值模拟中,采用带状分段移动热源可以大幅提升计算效率;针对焊接熔池形状复杂和焊接热输入需分成2部分的情况下,采用组合热源比单一热源得到的模拟结果更准确;对于动态特性明显的焊接过程,动态热源模型相比静态热源模型更具优势。

     

混流式水轮机转轮焊接过程数值模拟的特殊性分析

针对混流式水轮机转轮焊接过程数值模拟的特殊性,提出了利用点点连接解决焊接热源的加载问题的方法以及利用将焊缝分成若干区域而逐步杀死单元的技术解决焊缝填丝过程的方法,同时利用转轮的焊接温度场证明了上述方法的正确性与合理性。另外,接触体的使用成功地解决了各独立实体间接触边界节点不重合的热传导问题以及具有复杂表面的叶片与空气之间的散热问题。这对具有复杂结构焊件的数值模拟有着重要的指导意义。     

TIG焊接过程计算机模拟的现状及发展

焊接电弧和熔池是焊接过程中的两大组成部分，笔者以TIG焊接过程为对象，讨论了TIG焊接电弧和熔池计算机模拟的现状，分析了模拟过程中存在的问题，并指出将焊接电弧和熔池动态结合起来进行分析和研究是未来焊接过程模拟的发展方向。     

焊接温度场和残余应力的数值模拟

在ANSYS环境下,建立可行的三维焊接温度场、应力的动态模拟分析方法,为复杂焊接结构进行三维焊接温度场、应力场的分析提供了参考,并使有限元分析技术在焊接力学分析以及工程中得到了很好的应用。