基于ANSYS软件焊接温度场应力场模拟研究

阐述了如何运用有限元软件ANSYS对焊接温度场、应力场进行数值模拟计算,指出在计算过程中要注意的环节,并对平板堆焊问题进行实例计算.总结出模拟计算中的难点问题和未来的研究发展方向.     

基于ANSYS平台的焊接残余应力模拟

基于 ANSYS平台给出了焊接残余应力数值模拟的计算流程 ,利用 APDL 语言编程实现该模拟焊接接头残余应力大小和分布 ,模拟结果与实测结果吻合较好。对于优化焊接工艺设计具有较好的指导作用     

基于多物理场耦合的TIG焊电弧数值模拟研究

针对自由燃烧的TIG焊电弧,建立了二维轴对称数学模型,对稳态TIG焊电弧进行了数值分析,获得电弧的温度场、压力场、流场等分布规律。结果表明：电弧最高温度出现在钨极下方,电弧轴向和径向的温度随钨极和电弧中心之间距离的增加而降低;等离子体速度在电弧中心处达到最大值;阳极表面上的电弧压力随其离阳极中心距离的增大而降低;减小焊接电流可大幅度降低电弧温度、等离子体速度和电弧压力;减小电弧弧长可降低等离子体速度和电弧压力。     

纵向磁场作用下MIG焊电弧数值模拟

为了提高焊接质量,建立了纵向磁场作用下MIG电弧的三维有限元数学模型,利用ANSYS有限元分析软件对纵向磁场作用下的电弧进行模拟,得到了纵向磁场作用下电弧的物理特性,并与无外加纵向磁场时进行了对比.结果表明,焊接过程引入纵向磁场后,电弧温度和电弧压力显著降低,电弧温度梯度减小;当焊接电流为120A,励磁线圈安匝数为1000时,电弧中心最高温度由16.950 K降到13.700 K,最大电弧压力由91 Pa降到57 Pa;在阳极表面,电弧压力峰值从 53 Pa降到20 Pa,并偏离电弧轴线.可以得出结论,在纵向磁场作用下电弧的物理特性发生较大变化,电弧扩张,电弧温度和电弧压力减小,电弧中心形成空心弧.     

Q460E-Z35钢焊接传热过程的数值模拟

对Q460E-Z35钢进行了温度场和应力场的三维数值模拟。模拟结果验证了当钢材与所选的焊材匹配时,不产生裂纹的最低预热温度为150℃,提高预热温度可以更好地提高焊接材料的抗裂性。模拟结果对Q460E-Z35钢焊缝抗裂纹的能力、焊接接头的使用性能以及焊接接头抗脆性断裂的优化设计具有指导意义。     

高压钨极氩弧焊焊接电弧行为数值模拟的研究现状与发展

对高压下焊接电弧特性(电弧辐射、传导、对流)的改变以及焊接电弧的形态变化进行了分析.在焊接电弧理论研究方面,建立了高压焊接电弧模型并提出了高压下焊接电弧的控制方程以及电弧电压的计算方程.阐述了目前国内外高压电弧研究中存在的问题与不足和今后发展方向,以及高压下电弧数值模拟的研究现状和未来发展趋势.     

基于Labview平台的焊接电弧图像研究

焊接电弧图像包含非常丰富的信息。为了获得清晰的电弧图像,笔者通过CCD摄象机摄取焊接电弧图像,并且经图像采集卡去噪、滤波,然后将采集到的图像送入计算机系统进行图像处理。该处理方法主要是基于Labview平台并通过低通滤波来实现的,即对焊接电弧图像的数字化信息进行处理,从而能够滤去图像中像素值突变较大的小区域,使得图像变得更加平滑、清晰,能够便于提取出实验所需要的图像信息。     

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.     

电弧喷涂涂层温度场及应力应变分析

为了分析电弧喷涂层的沉积过程，采用有限元分析软件ANSYS计算不同时刻以及不同位置涂层内的温度场、应力场，在建立传热模型过程中考虑了金属液滴向涂层的传热以及涂层向系统外的热量散失等问题.采用在厚度方向以微小层逐层叠加来模拟涂层的增厚，并以此为基础构造涂层有限元计算模型，应用单元生与死逐层激活层单元参与计算过程.实现移动边界以充分模拟真实的喷涂沉积过程，获得了涂层温度场、应力场的分布情况.并在此计算的基础上，分析了应力分布对涂层失稳的影响.     

Monel-400合金焊接温度场的数值模拟

对Monel-400合金圆桶轴向焊接的温度场进行有限元分析,采用ANSYS大型通用有限元分析软件,利用APDL语言进行数值模拟计算.从焊接温度场方面,对圆桶轴向焊接过程的数值模拟进行了分析讨论.为以后焊接应力应变的模拟计算及分析奠定了基础.     

弧焊过程控制

介绍了弧焊过程的物理数学模型、高速旋转扫描焊炬及其跟踪系统、焊接温度场的实时检测及闭环控制     

用于弧焊机器人的新型高速旋转电弧传感器的研制

高速旋转扫描电弧传感器在工作时的振动大 ,且其结构欠紧凑 ,用在弧焊机器人上的焊缝跟踪效果不理想 介绍了用于弧焊机器人的新型高速旋转扫描电弧传感器的结构、特点以及减振和小型化的方法 ,提高了焊缝跟踪精度     

基于Labview的电弧传感焊缝跟踪的实现

在虚拟仪器开发软件Labview环境下,构建了新型高速摆动电弧传感的自动焊缝偏差识别系统。描述了基于Labview的焊接电信号的采集,对原始电流信号进行低通滤波处理,并采用极限区域积分差值法提取左右偏差信号,通过visa接口实现了Labview对可编程伺服驱动器的控制,给出了偏差识别系统软件的设计方法及控制流程,并进行了试验研究。结果表明该方法是可行的,跟踪精度能满足应用需要。     

基于以太网的数字化弧焊逆变电源

提出具有以太网通信功能的新型弧焊电源的设计方案,以DSP为控制核心,CS8900A以太网控制器为接口,实现了弧焊过程的网络化控制.     

基于ANSYS的板级电路模块热分析

针对某高密度组装板级电路模块建立了5种不同芯片布局的有限元热分析模型；基于热分析理论并采用ANSYS软件，对各种不同芯片布局条件下的温度场分布进行了分析。结果表明：不同的芯片布局方案导致温度场分布不同，5种不同芯片布局方案的最高温度之间相差达28℃以上；在同一块PCB上，将生热率高的器件置于板面四角，而其余的分布于其问，可有效地均匀热场并使最高温度显著降低。     

基于ANSYS的板级电路模块热分析

针对某高密度组装板级电路模块建立了5种不同芯片布局的有限元热分析模型;基于热分析理论并采用ANSYS软件,对各种不同芯片布局条件下的温度场分布进行了分析.结果表明:不同的芯片布局方案导致温度场分布不同,5种不同芯片布局方案的最高温度之间相差达28℃以上;在同一块PCB上,将生热率高的器件置于板面四角,而其余的分布于其间,可有效地均匀热场并使最高温度显著降低.