基于ANSYS平台焊接模拟中不同焊接热源的比较

比较了基于ANSYS平台的焊接温度场模拟过程中不同热源模式对计算结果的影响。采用不同的热源加载形式、电弧有效半径、焊接速度以及对流系数的模拟结果表明：对于复杂的焊接结构，应考虑2种或多种加载形式取代单一热源；与焊接速度、对流系数比较，电弧有效半径对模拟结果影响大为显著，在平板堆焊实验中，r为5mm时模拟结果与实际情况最为相符。     

5A06铝合金焊接残余应力有限元分析

利用热弹塑性有限元方法对5A06铝合金焊接接头的温度场和残余应力场进行模拟.有限元模型中选用三维实体单元,考虑材料物理性能随温度的变化和周边对流、辐射散热的影响.在模型中运用移动的三维双椭球体热源作为输入热源来模拟焊接过程,最终获得了焊接温度场和残余应力场.将有限元计算结果与残余应力的实测结果进行了对比,模拟结果与实测值有较好的一致性.     

基于ANSYS的焊接熔池传热速度对温度场影响的数值模拟

通过设定金属在熔点以上温度时不同等效导热系数,补偿ANSYS焊接温度场模拟时高斯表面热源的缺陷,研究电弧吹力和熔池液态金属对流共同作用下,熔池高温热交换速度变化对焊缝和热影响区粗晶区热循环的影响。结果表明,熔池高温传热速度对焊缝和热影响区800℃到500℃冷却时间的影响很小,用ANSYS软件模拟电弧吹力较大的焊接温度场时,若只考虑焊缝和热影响区800℃到500℃冷却时间时,采用高斯热源加载方式是可行的。     

基于BP和GA的激光焊接热源模型参数优化

通过BP神经网络与遗传算法GA对激光焊接有限元模拟中的热源模型参数进行优化,实现了对激光焊接温度场的精确模拟。选取面体热源模型对激光焊接温度场进行了有限元模拟,将模拟中难以确定并且对结果影响较大的热源有效功率系数、热能分配系数和热源作用半径作为输入量,以有限元模拟结果的误差作为输出量对BP神经网络进行训练,得到具有一定预测能力的神经网络,并形成结合神经网络和遗传算法的参数优化方法。结果表明,经过参数优化后的激光焊接有限元模拟具有较高的精度。     

基于ANSYS的焊接熔池传热速度对温度场影响的数值模拟

通过设定金属在熔点以上温度时不同等效导热系数，补偿ANSYS焊接温度场模拟时高斯表面热源的缺陷。研究电弧吹力和熔池液态金属对流共同作用下，熔池高温热交换速度变化对焊缝和热影响区粗晶区热循环的影响。结果表明，熔池高温传热速度对焊缝和热影响区800℃到500℃冷却时间的影响很小，用ANSYS软件模拟电弧吹力较大的焊接温度场时，若只考虑焊缝和热影响区800℃到500℃冷却时问时，采用高斯热源加载方式是可行的。     

低碳钢薄板激光焊数值模拟及工艺

在试验基础上,考虑了材料导热系数、对流换热系数、热焓等参数随温度的变化,通过有限元软件ANSYS建立激光薄板焊接的热源模型,模拟激光焊焊接过程,研究其温度场分布。对比试验和模拟结果,得出其焊缝形状基本一致。同时分析焊接电流、脉宽、频率对熔池熔深、熔宽的影响,结果显示,熔深、熔宽与电流成正比,与脉宽和频率成反比。对焊缝组织进行研究,发现焊缝主要由珠光体和铁素体构成,材料性能满足焊接要求。     

基于SYSWELD铝合金管点焊温度场数值模拟

基于专业焊接软件SYSWELD,采用Goldak提出的双椭球热源模型,对1.5mm厚铝合金管点焊过程进行了有限元数值模拟。模拟中充分考虑了材料热物理性能参数的非线性,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校核。将模拟结果与焊接接头相比较,结果表明:计算所得熔池形状与实验结果基本吻合,得到了焊接接头温度场的变化规律。     

挖掘机主平台三维焊接有限元模拟

应用有限元软件ABAQUS对挖掘机主平台多道焊的温度场和应力场进行了数值模拟.选用三维实体单元,考虑材料物理性能随温度的变化和周边对流、辐射散热的影响,采用内部热生成和振幅曲线的加载方法模拟焊接热源的移动,运用单元生死技术模拟多道焊过程.获得了焊接温度场和应力场的动态变化过程,并分析了计算结果.     

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。     

基于ANSYS的挖掘机铲斗体焊接应力场模拟

基于大型有限元分析软件ANSYS,以液压挖掘机铲斗体为例,采用APDL语言对其进行焊接温度场和应力场的数值动态模拟.有限元模型采用三维实体单元,考虑了材料热物理性能随着温度的变化和周围对流、辐射散热的影响,运用内生热的加载方式来模拟焊接热源及单元生死技术模拟焊缝的填充过程,得到了焊接过程温度场和应力场,并对结果进行分析.     

激光焊接铝合金材料过程的建模与仿真

在试验基础上,利用有限元软件ANSYS对3A21铝合金材料激光焊接温度场进行了动态模拟。通过对激光焊接非线性瞬态过程的分析,分析与温度场有关的潜热、热传导、对流、辐射等材料热物理属性,建立了激光焊接的移动热源模型。仿真结果表明:激光焊接薄板铝合金的温度场梯度大,热影响区小;温度场中各点温度呈指数式升高和衰减;焊缝和近焊缝区温度升降急剧,焊缝宽度的仿真结果与试验结果相一致,从而验证了所建立的移动热源模型在激光焊接铝合金薄板温度场模拟中的适用性,在一定程度上揭示了激光焊接的成型机理。     

T形接头的焊接温度场三维动态有限元模拟

采用有限元分析软件SYSWELD,建立了三维有限元模型,考虑材料物理性能参数随温度变化、对流和辐射散热以及相变潜热等因素的影响,对低碳低合金钢T形接头的焊接温度场三维动态过程进行了计算,获得其温度场的分布规律,考察了不同时刻的温度场云图和不同位置的焊接热循环,研究了换热系数对温度场分布的影响,并对计算结果进行了分析和试...     

镁合金真空电子束焊接匙孔热效应数值模拟

分析了镁合金真空电子束焊接过程中的匙孔热效应特征,针对真空电子束焊接工艺建立了适用于镁合金焊接的复合热源模型.考虑到焊接过程中存在的高温金属蒸气等离子体及真空电子束焊接"匙孔"深熔效应特征,模型由高斯面热源和圆锥体热源复合而成,利用高斯面热源功率分配系数和圆锥体热源功率分配系数的不同取值,模拟电子束焊接的不同聚焦状态,并得到电子束聚焦状态与散焦状态下的焊接温度场变化,进而通过计算得到聚焦状态变化下的匙孔形状和焊缝成形.结果表明,模拟结果与其具有较好的一致性.     

T形接头三丝高速焊接温度场的分析

根据焊接过程中的电弧形貌和热源的叠加原理推导出了三丝焊接的高斯热源计算公式,建立了合适的有限元数学模型,在充分考虑对流、辐射、熔池蒸发、液体流动以及相变潜热等边界条件的情况下,对T形接头的三丝高速焊接过程中温度场的瞬态变化进行了计算和分析.最后提取计算结果与试验结果进行对照.结果表明,计算所得的焊缝截面形状与实际试验相...     

用于铝合金焊接数值模拟的高斯热源参数确定

高斯热源模型适用于焊接电弧冲击力较小的温度场数值模拟,如何有效确定高斯热源半径参数对于保证焊接模拟计算精度至关重要。在分析焊接瞬态温度场控制方程及边界条件的基础上,建立了2024铝合金焊接温度场有限元数值分析模型,选用高斯移动热源进行加载,计算与分析了高斯热源电弧有效加热半径对焊接温度场计算结果的影响,与红外线热成像仪实验得到的温度场结果进行对比并修正热源模型参数,确定了2024铝合金在给定焊接参数下的高斯热源有效加热半径值,为进一步准确、有效地研究焊接温度场、应力场分布规律提供参考数据。     

激光全熔焊温度场有限元研究

运用ANSYS软件对低碳钢焊件进行激光全熔焊温度场研究。采用高斯面热源与锥体热源的组合热源模型,考虑材料参数随温度变化特性,模拟得到了焊接温度分布,并分析了焊接工艺参数与锥体热源模型参数对温度场的影响。结果显示,激光全熔焊熔池近似"钉头状",热源附近温度梯度巨大,熔宽与焊接速度成反比、与焊接功率成正比关系,体热源模型参数对熔宽影响较大。通过焊接试验,基本验证了温度场模拟的正确性。该研究为激光全熔焊接工艺参数优化和计算机辅助焊接奠定了基础。     

不锈钢T形接头焊接热源模型研究

焊接温度场分析是进行焊接有限元计算的基础,必需选择合适的热源模型来模拟不同焊接条件下的温度场分布。以不锈钢T形接头焊接为研究对象,分别建立组合热源模型、均匀体热源模型、带状移动热源模型,模拟焊接过程中的温度场变化,并结合试验结果进行比较分析,确定了一种适合于该焊接条件下的最佳热源。结果表明,带状移动温度热源模型相比其他几种热源在保证精度的前提下更为高效简便,为最佳的热源模型;以带状温度热源模型为基础,计算得到的不锈钢T形接头变形结果同试验结果符合较好。     

预热温度对S355钢L型焊接接头温度场、应力场、应变场和微观组织的影响研究

本文主要研究典型结构钢材料S355作为焊接母材时,在不同预热温度条件下L型焊接接头的温度场、应力场、应变场以及焊缝区的微观组织变化。使用Simufact.welding软件进行焊接过程的数值模拟,采用更为符合电弧焊实际情况的双椭球热源模型。研究结果给出了预热温度对L型焊接接头温度场、应力场和应变场的影响,显示了材料S355在焊接冷却过程中的贝氏体相变对焊缝区应力场变化的影响。     

不同热源模型对Q345中厚板焊接温度场的影响

采用ANSYS有限元分析软件,分别以双椭球热源模型和均匀体热源模型对Q345中厚板多层焊的温度场进行模拟,以研究不同热源模型的作用特点及其对焊接温度场的影响。结果表明:在相同的焊接条件下,均匀体热源和双椭球热源的温度场基本一致,采用均匀体热源的焊接熔池也呈椭球形。与椭球热源相比,采用均匀体热源模型的温度场仿真结果更符合实际。但采用均匀体热源时,焊缝起始位置的温度偏低。因此,在焊接温度场仿真过程中,焊接的起始位置采用双椭球热源,其它位置采用均匀体热源,是一种较为理想的焊接能量施加方式。     

Q420钢摆动式焊接接头温度场的数值模拟

为了研究摆动式焊接接头的温度场,以有限元软件ABAQUS为平台,采用复合热源模型模拟了低合金高强钢Q420摆动式焊接接头的温度场。同时采用试验测量了焊接接头典型位置的热循环曲线,并观察了接头焊缝的宏观截面形状。结果表明,计算得到的热循环曲线与实测结果吻合良好,复合热源模型不仅模拟出了焊缝成形系数大的熔池形状特征,还准确地模拟出焊缝的下坠区域,验证了复合热源模型模拟摆动式焊接接头温度场的准确性。