本文關(guān)鍵詞：焊接溫度場的數(shù)值模擬與預(yù)測研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：焊接過程中焊縫區(qū)域的溫度變化對最終焊縫和熱影響區(qū)的組織和性能有很大影響，準(zhǔn)確的知道溫度變化過程是進(jìn)行冶金分析、應(yīng)力應(yīng)變分析和焊接過程控制的前提。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)在焊接研究中的使用越來越普遍，采用有限元分析方法求解焊接過程的溫度場變化已越來越受到國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。 本文運(yùn)用現(xiàn)在比較通用的大型有限元軟件ANSYS進(jìn)行焊接溫度場的模擬，并以模擬結(jié)果為基礎(chǔ)建立焊接溫度場數(shù)據(jù)庫和進(jìn)行焊接溫度場的預(yù)測。溫度場的計算是基于CO_2氣體保護(hù)焊工藝，以兩塊等尺寸100×100（mm）的DP590鋼板對接焊作為研究對象，進(jìn)行焊接溫度場的三維數(shù)值模擬�？紤]焊接過程中的再熱作用，本文采用兩道焊、預(yù)制坡口角60°的單面V形坡口的焊接方式。為了更精確的計算焊縫區(qū)的溫度場同時又能減少計算量，在焊縫和熱影響區(qū)采用加密的網(wǎng)格。運(yùn)用參數(shù)化編程語言APDL中的循環(huán)語句和生死單元技術(shù)，控制模擬焊接過程；通過生熱率公式計算得到熱量并加載到焊縫單元上模擬電弧熱輸入，真實(shí)再現(xiàn)了焊接過程。同時還進(jìn)行了實(shí)際的焊接試驗(yàn)與模擬結(jié)果進(jìn)行對比，模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果較吻合。 隨著模擬精度的提高，模擬結(jié)果與實(shí)際越來越接近，運(yùn)用模擬結(jié)果數(shù)據(jù)完整的優(yōu)勢，建立基于數(shù)據(jù)庫的溫度場預(yù)測成為可能。通過收錄以往的模擬結(jié)果和預(yù)測模型建立起基于數(shù)據(jù)庫的焊接過程數(shù)字平臺，，運(yùn)用計算機(jī)算法可以預(yù)測出其他以前沒有的模擬數(shù)據(jù)。這樣既減少了重新做模擬計算的時間和精力，也建立起一個相對母材的全厚度系列的模擬結(jié)果庫。本研究對工程應(yīng)用具有重要意義。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)值模擬 DP590雙相鋼 焊接過程數(shù)字平臺 溫度場預(yù)測
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TG402
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 引言7-8
• 1 緒論8-17
• 1.1 焊接熱過程及焊接熱循環(huán)8-11
• 1.1.1 焊接熱過程及其特點(diǎn)8-9
• 1.1.2 焊接熱循環(huán)及熱循環(huán)曲線9
• 1.1.3 國內(nèi)外焊接溫度場數(shù)值模擬的發(fā)展9-11
• 1.2 ANSYS 在焊接有限元分析中的應(yīng)用11-13
• 1.3 基于數(shù)據(jù)庫的焊接溫度場預(yù)測的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 本文研究的內(nèi)容和意義14-17
• 2 焊接溫度場理論分析及 ANSYS 軟件17-26
• 2.1 焊接溫度場數(shù)值模擬理論17-23
• 2.1.1 焊接過程傳熱的基本形式17-18
• 2.1.2 控制方程及邊界條件18-19
• 2.1.3 非線性瞬態(tài)熱傳導(dǎo)的有限元分析19-22
• 2.1.4 表面散熱22-23
• 2.2 ANSYS 軟件介紹23-26
• 2.2.1 ANSYS 的功能23-24
• 2.2.2 有限元 ANSYS 軟件的特點(diǎn)24
• 2.2.3 軟件的結(jié)構(gòu)24-26
• 3 焊接溫度場的數(shù)值模擬26-33
• 3.1 焊接溫度場的模擬內(nèi)容26
• 3.2 生死單位技術(shù)26-27
• 3.3 建立幾何模型和劃分網(wǎng)格27-29
• 3.4 邊界條件和材料熱物性參數(shù)29-30
• 3.5 焊接熱輸入30-32
• 3.6 移動熱源處理32-33
• 4 焊接溫度場計算結(jié)果與試驗(yàn)驗(yàn)證33-46
• 4.1 計算結(jié)果及其分析33-40
• 4.1.1 整體溫度場分布33-35
• 4.1.2 時間歷程溫度循環(huán)曲線分析35-40
• 4.2 冷卻時間對再熱溫度的影響40-41
• 4.3 焊接溫度場測定試驗(yàn)與模擬計算結(jié)果分析比較41-46
• 4.3.1 焊前準(zhǔn)備及焊接實(shí)驗(yàn)41-43
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和模擬結(jié)果對比43-46
• 5 基于數(shù)據(jù)庫的焊接溫度場預(yù)測研究46-53
• 5.1 焊接數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)46-47
• 5.2 預(yù)測流程47-48
• 5.3 預(yù)測算法48-49
• 5.4 預(yù)測結(jié)果及分析49-53
• 結(jié)論53-54
• 參考文獻(xiàn)54-58
• 附錄 A 熱分析符號與單位58-59
• 在學(xué)研究成果59-60
• 致謝60

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：396762