基于SYSWELD软件的CO_2焊温度场数值模拟及实验验证

基于有限元软件SYSWELD对低合金结构钢CO2焊的温度场进行三维动态模拟,结合实际焊接工艺参数,应用软件的校正工具对热源进行校正,得出了瞬态温度场分布图和特征点的温度变化曲线。与实测结果比较表明,所建立的数值模拟仿真模型可以较好的模拟温度场,为实现焊接过程中的应力、应变等分析提供了前提条件。     

铸造铝合金圆锭温度场实验研究和数值模拟

通过设备测定了半连续铸造Φ100mm铝合金圆锭温度分布,以此为基础,通过反算法得到直接冷却半连续铸造铝合金水冷段换热系数与铸锭表面温度的关系。计算表明,随着铸锭表面温度的降低．换热系数逐渐增大;在温度由400℃降至130℃的过程中,换热系数急剧增大,温度在130℃左右时达到最大,其最值大约为23000W/(m~2·K);当温度继续降低时,铸锭表面换热系数又迅速减小。并用三维有限元对铸造过程的凝固规律进行了数值模拟,模拟值和实验值基本吻合。     

基于SYSWELD分析焊接电流对TIG点焊熔池尺寸的影响

基于SYSWELD数值模拟软件对铝制冷凝器进出口接头TIG点焊进行数值模拟,研究了不同焊接电流对其熔池形貌的影响。模拟中充分考虑了材料热物理性能的非线性,及对流、辐射等边界条件对焊接温度场的影响,并运用HSF校正工具对热源各项参数进行了校核。研究结果表明:在其他焊接参数一定时,随着焊接电流的增大,焊点熔深增加,且熔深尺寸为工程实践制定焊接工艺提供了参考。     

铝合金活塞铸件的温度场数值模拟研究

开发了三维温度场计算程序,模拟了活塞铸件在不同界面换热系数下的金属型凝固进程,说明界面换热系数对金属型凝固速度影响很大,可作为调节金属型凝固的控制因素。同时还对比说明了相对计算的意义。     

基于SYSWELD的T型接头温度场的数值模拟

基于有限元软件SYSWELD对T型接头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演变的关系.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.     

7050铝合金淬火温度场及热应力场的数值模拟

综合考虑了7050铝合金在淬火冷却过程中材料热物性参数和高温力学性能参数的非线性性质,以应力框试件为研究对象,借助非线性有限元软件ABAQUS,对7050铝合金试件淬火冷却过程中的温度场和热应力场进行了数值模拟。结果表明,温度场的数值模拟很好地反映了试件淬火时温度场的分布规律。应力框的变形特征与公认的变形结果相符合。     

铸造铝合金圆锭温度场试验研究和数值模拟

通过试验设备测定了半连续铸造100mm铝合金圆锭温度场分布,以此为基础,通过反算法得到直接冷却半连续铸造铝合金水冷段换热系数与铸锭表面温度的关系。计算表明,随着铸锭表面温度的降低,传热系数逐渐增大;在温度由400℃降至130℃的过程中,传热系数急剧增大,温度在130℃左右时达到最大,其值约为23kW/(m2·K);当温度继续降低时,铸锭表面传热系数又迅速减小。用三维有限元方法对铸造过程的凝固规律进行了数值模拟,结果发现模拟值和试验值基本符合。     

基于SYSWELD的地铁构架焊接变形数值模拟

通过SYSWELD焊接仿真软件的局部-全局法模拟计算了某地铁构架组焊时产生的焊接变形量,根据计算结果优化了焊接工艺,对构架设计提供数据支持。数值仿真计算结果与构架试制结果进行了验证对比,两者趋势吻合度高。通过这种方法可缩短产品试制周期,减少成本。     

基于SYSWELD的K7转向架副构架焊接数值模拟

K7转向架副构架是K7转向架的重要组成部分,其结构为三段B+级铸钢焊接而成。若焊后残余应力及变形未达到设计要求会直接影响到机车车辆运行的安全。为了更好地验证现有焊接工艺可靠性,采用ESI公司焊接专用软件SYSWELD对K7转向架副构架进行了数值计算分析。根据K7转向架副构架建立其三维几何模型,划分网格模型,设置热源参数。考虑到实际生产时遇到的情况,采用四种焊接方式进行模拟,并与实验结果相对比,按照设计的焊接工艺仿真得到的焊接残余应力与实验吻合较好,由此验证了仿真的可靠性,可将仿真结果运用于指导生产。     

基于SYSWELD的A7N01铝合金缓冲梁结构焊接过程数值模拟

针对动车组缓冲梁焊接结构,采用SYSWELD软件,模拟了缓冲梁结构焊接过程,研究了焊接残余应力分布规律。测试并建立了A7N01S-T5铝合金和焊材ER5356材料物性数据库,通过SYSWELD软件提供的拟合工具,以双椭球热源模型为热量分布形式,建立了符合现场焊接工艺的热源模型,并分析了不同焊接顺序和焊接结构下缓冲梁结构残余应力大小及变化规律。结果表明,采用现场工艺焊接时,下翼板存在较大的残余应力,而对称焊工艺既能提高焊接效率又能降低上述区域的焊接残余应力。     

基于SYSWELD催化转换器焊接温度场和应力场模拟

依据产品几何模型,运用VisualMesh网格划分软件分别建立了网格模型,通过对实际工艺参数和工艺特点的分析,建立了简化的数值模型,考虑了材料随温度变化的热物理性能和对流、辐射换热边界条件,给出了其焊接温度场演变历程和焊缝及其附近热循环曲线。同时实测了催化转换器焊缝附近的焊接热循环曲线,与模拟结果比较,两者基本吻合,证明了焊接温度场模拟结果的可靠性;并通过热-力耦合,将温度场结果施加到应力场,得到了残余应力分布规律,以及焊接变形量大小,与实测结果基本吻合。     

铝合金电阻点焊过程数值模拟

根据弹塑性理论和接触理论,建立了锥台形电极条件下铝合金电阻点焊预压接触分析的轴对称有限元模型,模型考虑了相变潜热等影响因素。模拟结果表明:锥台形电极条件下,熔核首先在工件接触面靠近轴心部位形成。在历时30ms时熔核径向尺寸已接近其实际尺寸,在随后的焊接过程中,径向尺寸扩展缓慢,主要扩展熔核的轴向尺寸。     

铝合金在不同点焊规范参数下的数值模拟

采用有限元分析软件ANSYS对航空铝合金2A16进行点焊模拟,模拟时分别改变焊接电流、焊接时间、电极压力,比较得出在不同参数条件下的焊接温度场及熔核大小,并在相同实验条件下验证实验结果。结果表明:在逐渐变大电流情况下,熔核直径逐渐增大;焊接时间和电极压力在一定程度上影响着熔核大小和接头的拉伸强度,过大或过小都不利于熔核的生成和接头的强度。     

5454铝合金管道环缝焊接应力应变数值模拟

采用SYSWELD焊接模拟软件对5454铝合金管道焊接接头进行数值模拟,建立了管道环焊缝熔化极氩弧焊双椭球热源模型,模拟出体积分布热源作用下的温度场,以获得的温度场为已知条件加载,求得管道环焊缝接头焊接应力应变场的分布规律,对探索铝合金焊接规律提供了有益的帮助。     

铝合金介质点焊形核过程数值模拟

以热电耦合分析为基础,建立了描述铝合金介质点焊熔核形成过程的有限元模型.分析了介质点焊过程中的产热原理及形核特点,并将模拟结果与试验结果进行比较表明.在工件之间加入介质材料后,在较低焊接电流条件下,可以得到比较饱满的熔核.验证了所建立模型的正确性.     

铝合金搅拌摩擦点焊接头力学性能数值模拟

针对铝合金搅拌摩擦点焊工艺,通过实验测试,确定了点焊接头各组织形态和材料属性,建立了接头拉剪力学性能的数值模拟分析模型,获得了拉剪载荷作用下点焊接头的应力分布与变形规律,揭示了接头失效过程.研究结果可为铝合金搅拌摩擦点焊接头拉剪力学性能的分析与评价提供参考.     

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.     

纯铝焊丝的AZ91D镁合金MIG焊接工艺性研究

研究纯铝焊丝用于AZ91D镁合金MIG焊接的工艺及焊接接头性能。结果表明,焊缝中存在大量的α-Mg+β-Mg_(17)Al_(12)共晶组织,这是焊缝性能差的主要原因,也是改善焊接接头性能应该着重解决的问题。此外,在焊接工艺方面,还存在着焊接规范窄、飞溅严重、下塌和没有余高等缺陷。