本文關(guān)鍵詞：CMT焊接溫度場數(shù)值模擬及工藝參數(shù)研究

  更多相關(guān)文章： CMT 冷金屬過渡技術(shù) 數(shù)值模擬 線性回歸

【摘要】：CMT(Cold Metal Transfer,冷金屬過渡技術(shù))是奧地利福尼斯Fronius公司在無飛濺引弧技術(shù)以及微連接技術(shù)基礎(chǔ)之上研發(fā)的一種新型熔化極氣體保護焊接方法。其冷熱交替加熱的特點可以焊接薄至0.3mm的超薄板。CMT焊接工藝的誕生打破了薄板焊接的禁區(qū)。本文首先以有限元理論、焊接傳熱理論為核心,介紹了一般熱源模型的分類及特點,使用12.1版本ANSYS有限元分析軟件,建立了CMT焊接有限元模型。選擇高斯分布熱源模型作為本文數(shù)值模擬熱源模型,針對CMT焊接“冷-熱-冷”交替的特點對熱源模型進行處理:使用APDL二次開發(fā)語言,在熱源加載的每個時間進度中規(guī)定一定時間內(nèi)的熱載荷為零,經(jīng)過大量模擬與實驗數(shù)據(jù)的對比,確定每一個時間進度t中,間歇期為0.3t時能夠得到較為精確的結(jié)果。然后對CMT焊接三維瞬態(tài)溫度場和熔池進行研究,分析了隨時間變化溫度場的分布規(guī)律及熔池形狀的變化。并根據(jù)CMT一元化專家系統(tǒng)的特點,選擇焊接電流和焊接速度作為數(shù)值模擬的焊接參數(shù),研究了不同參數(shù)對CMT焊接溫度場的分布和熔池形狀的影響。采用正交試驗法進行試驗,選擇焊接電流、焊接速度、焊絲干伸長、噴嘴高度和氣體流量五個焊接參數(shù)作為影響因素,確定了五因素三水平正交表,通過正交試驗結(jié)果對數(shù)值模擬結(jié)果進行對比,結(jié)果表明,數(shù)值模擬能夠比較準確地描述CMT溫度場分布情況,并得到較為精確的焊縫尺寸。最后采用stata12.0統(tǒng)計軟件,以正交試驗得到的數(shù)據(jù)作為樣本,以五個焊接參數(shù)作為自變量,焊縫尺寸熔深、熔寬和余高作為因變量,對焊縫尺寸進行多元線性回歸,結(jié)果表明,逐步回歸模型有較好的預(yù)測精度,最終得到焊縫的熔深、熔寬和余高的多元線性回歸方程,建立了CMT焊縫幾何形狀數(shù)學模型。對于提高焊縫幾何形狀預(yù)測的準確性,具有重要的意義。
【關(guān)鍵詞】：CMT 冷金屬過渡技術(shù) 數(shù)值模擬 線性回歸
【學位授予單位】：南昌大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG444.72
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 課題背景與選題意義9-10
• 1.1.1 課題背景9-10
• 1.1.2 選題意義10
• 1.2 CMT冷金屬過渡技術(shù)簡介及其主要特點10-12
• 1.3 CMT冷金屬過渡焊接系統(tǒng)的組成12-13
• 1.4 CMT冷金屬過渡技術(shù)焊接工藝國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4.1 焊前工藝研究13-14
• 1.4.2 焊接工藝優(yōu)化14-15
• 1.5 數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀15-16
• 1.5.1 焊接溫度場研究現(xiàn)狀15-16
• 1.5.2 CMT數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀16
• 1.6 線性回歸意義及研究現(xiàn)狀16-18
• 1.7 本文研究內(nèi)容18-19
• 第二章 基于ANSYS焊接溫度場有限元數(shù)值模擬19-29
• 2.1 有限元理論概述19
• 2.2 焊接傳熱理論19-22
• 2.2.1 傳熱學理論概述19-20
• 2.2.2 焊接傳熱的微分控制方程20-21
• 2.2.3 非線性熱傳導的有限元分析21-22
• 2.3 焊接熱源模型22-25
• 2.4 ANSYS軟件簡介及其計算的基本流程25-26
• 2.4.1 ANSYS簡介25
• 2.4.2 ANSYS計算流程25-26
• 2.5 APDL編程語言26-28
• 2.6 本章小結(jié)28-29
• 第三章 CMT冷金屬過渡溫度場數(shù)值模擬29-55
• 3.1 CMT溫度場的數(shù)值模擬29-33
• 3.1.1 CMT焊接熱源模型的選擇29
• 3.1.2 CMT焊接熱源模型的處理29-31
• 3.1.3 CMT焊接有限元模型的建立31-32
• 3.1.4 CMT焊接模型網(wǎng)格劃分32-33
• 3.1.5 焊接熱源加載計算33
• 3.2 CMT焊接溫度場分布特點33-53
• 3.2.1 三維焊接溫度場瞬態(tài)分析33-39
• 3.2.2 焊接熔池瞬態(tài)變化39-43
• 3.2.3 焊接工藝參數(shù)對焊縫成形的影響研究43-53
• 3.3 本章小結(jié)53-55
• 第四章 CMT焊接工藝試驗驗證55-64
• 4.1 試驗設(shè)備55
• 4.2 正交試驗法工藝試驗55-61
• 4.2.1 正交試驗法概述56
• 4.2.2 正交試驗的基本原理56-58
• 4.2.3 研究因子及其工作范圍58
• 4.2.4 對每個因子zj水平進行編碼58-59
• 4.2.5 正交表的選擇59-61
• 4.3 試驗結(jié)果61-63
• 4.3.1 焊縫成形61
• 4.3.2 試件制作以及尺寸的測量結(jié)果61-63
• 4.4 結(jié)果分析63
• 4.5 本章小結(jié)63-64
• 第五章 線性回歸數(shù)學建模64-70
• 5.1 Stata軟件介紹64
• 5.2 數(shù)學模型的建立64-69
• 5.3 本章小結(jié)69-70
• 第六章 結(jié)論與展望70-72
• 6.1 結(jié)論70-71
• 6.2 展望71-72
• 致謝72-73
• 參考文獻73-75
• 攻讀學位期間的研究成果75

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 林尚揚;我國焊接生產(chǎn)現(xiàn)狀與焊接技術(shù)的發(fā)展[J];船舶工程;2005年S1期

2 周方明;宋輝;;活性劑CMT焊接的研究[J];電焊機;2013年03期

3 蔣友寰;;埋弧焊規(guī)范參數(shù)優(yōu)化計算[J];焊接技術(shù);1992年04期

4 孫俊生;GMAW焊縫幾何尺寸的預(yù)測和控制[J];焊接技術(shù);1998年03期

5 蔡洪能，，唐慕堯;TIG焊接溫度場的有限元分析[J];機械工程學報;1996年02期

本文編號：962993