固定电弧等离子弧焊接热传导的数值计算

针对固定电弧等离子弧焊接过程建立了二维稳态热传导模型 ,在模型中考虑了工件表面与周围环境换热及辐射散热对整个焊接热过程的影响 ,并且将焊接电流在流经工件时产生的焦耳热作为热能方程的源项进行计算。针对所建立的模型 ,采用大型商业软件PHOENICS(Parabolichyperbolicorellipticnumericalintegrationcodeseries)对工件中的温度场以及电流密度的分布进行了计算。采用该软件对焊接热过程进行数值模拟 ,可以很方便地对求解变量和边界条件进行操作 ,显著提高了效率。比较结果显示 ,计算结果与实际测量结果吻合良好     

焊接温度场和应力场的热弹塑性有限元分析

针对低碳钢薄板件TIG对接焊工艺 ,应用双椭圆分布热源模型 ,建立了TIG对接焊三维温度场有限元数值分析模型 ,将温度场有限元解同实验结果进行了比较 ,两者吻合较好。在此基础上 ,考虑材料非线性并采用热弹塑性有限元方法 ,得到了不同时刻热应力场的演化过程 ,为焊接残余应力和变形的研究打下了基础。     

飞剪齿轮箱非线性有限元分析

针对某轧钢厂棒材曲柄飞剪齿轮箱焊接处产生的裂纹问题,采用有限元法进行计算。建立了箱体的整体装配模型,计算出10个轴承孔处的受力大小和方向,按正弦规律施加在轴承孔内表面;同时在各实际接触部位设置接触单元,并考虑螺栓的预紧力,对箱体进行机械应力计算。计算结果表明箱体整体静强度满足要求,正常工作时不会产生疲劳开裂,开裂原因需进一步分析箱体的动态杼『生确定。     

ZAlCu4合金凝固过程相变热传导的有限元分析

根据相变热传导的等效热容法有限元理论，对ZAlCu4合金凝固过程的温度场进行了瞬态求解，分析铸件长度方向上各点处的温度值随时间的变化关系，以及在不同时刻长度方向上各点的温度分布。计算结果与实测值吻合得较好，这为模拟ZAlCu4合金在凝固过程中微观组织的演化过程奠定了理论基础和前提条件。     

焊接过程热传导系数反演法

由传热学基本方程，推导出了由温度场全场信息反演热传导系数的数学模型。证明了焊接过程热传导系数反演法的可行性。结合红外热象法与热电偶测量了LY2铝合金固定TIG点焊过程的焊接温度场。参照温度场全场信息，通过计算分别获得了加热和冷却过程热传导系数随温度变化曲线。结果表明，焊接过程中温度变化方向对热传导系数的影响是显著的，即出现“滞后”现象。此方法可为准确模拟焊接温度场、应力应变场奠定基础。     

基于热传导的热丝TIG焊接技术

基于热传导方式构建热丝TIG焊接装备,建立热丝温控数学模型,并验证此温控数学模型在一定送丝速度区间内能够将焊丝温度维持在220℃,误差范围±5℃。开展220℃热丝TIG焊与普通TIG焊的对比试验。结果表明:基于热传导的热丝TIG焊能够改善焊接成形,提高送丝速度和焊接速度。在获得质量接近的焊接成形时,由于热丝TIG焊焊丝对电弧的激冷作用较小,因而220℃热丝TIG焊的打底焊接效率较普通TIG焊提高了约100%,填充盖面焊接效率提高了约200%。此外,在获得质量接近的焊接成形时,其焊缝区显微组织较普通TIG焊的更为细小,焊缝区硬度略高于普通TIG,两种焊接接头力学性能良好,断裂位置均在ASTM A106钢母材。     

钢管相贯节点焊接残余应力与热损伤的非线性有限元分析

分析钢管相贯节点的残余应力是研究其极限承载力和疲劳寿命不能回避的问题。针对K形钢管相贯节点焊接时的热作用特点,通过对焊接过程中加热与冷却温度场的正确描述,并采用相应的热传导数学和物理模型,进行温度场和应力场的耦合计算,考虑钢材热物理、力学参数随温度变化的非线性性能,得出的残余应力分布规律与残余变形,比较理想地与节点试验的破坏模式相吻合。针对相贯节点试验中支管屈曲的破坏形式,提出了焊接热损伤的概念和机理。     

S355钢焊接温度场和应力场有限元分析

S355钢作为低合金钢,在焊接过程中会伴随着固态相变现象.在考虑S355钢的固态相变效应基础上,建立了焊接过程的热弹塑性有限元模型.通过引入相变转变模型、相变塑性和相变体积模型,计算获得焊后组织分布云图,并分析了焊缝和热影响区典型节点的组织演变规律.结果表明,与不考虑固态相变效应相比,紧邻焊缝两侧的热影响区的Mises...     

焊接非线性大梯度应力变形的高效计算技术

焊接应力变形具有高度非线性大梯度特征,其数值计算涉及到材料、几何与组织的非线性问题.基于热弹塑性有限元的焊接应力变形计算能全面反映焊接的温度场、应力变形场及其变化规律,对深入理解焊接过程起着越来越重要的作用.然而焊接热弹塑性有限元的复杂计算过程和高耗时性使得如何进行高效的焊接计算成为备受关注的学科前沿,正在逐步形成具有严格科学性的焊接应力变形高效计算技术.研究了这一领域的研究成果与进展,对焊接应力变形高效计算技术进行了分类,并探讨了其发展趋势.     

PDC钻头焊接强度的有限元分析

基于有限元软件ANSYS对金刚石复合片(PDC)钻头焊后接头进行数值模拟,分析了焊接接头在不同焊缝厚度时残余应力大小及分布情况,并做了试验验证,其模拟结果与试验结果基本吻合.该分析方法为制定焊接工艺以控制残余应力提供了一定指导作用.