本文關(guān)鍵詞：雙橢球焊接熱源模型一般式的數(shù)值模擬研究

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【摘要】：影響焊接數(shù)值模擬的因素很多,其中焊接熱源模型起著關(guān)鍵作用,熱源模型在很大程度上影響著計算結(jié)果的準確性。在熔化焊數(shù)值模擬中,應(yīng)用比較廣泛的是由Goldak提出的雙橢球熱源模型。然而其熱流密度分布參數(shù)為固定值,對于某些焊接過程不太適用。就此問題,首先應(yīng)用Goldak雙橢球熱源模型對全自動MAG焊進行溫度場的數(shù)值模擬。并通過驗證試驗對模擬結(jié)果進行分析。然后在對雙橢球焊接熱源模型一般式各個參數(shù)分析的基礎(chǔ)上,研究熱源模型的參數(shù)對溫度場模擬結(jié)果的影響。結(jié)果表明:熱流分布形狀參數(shù)、焊接熱效率和熱流密度分布參數(shù)對溫度場模擬結(jié)果影響較大。在對模擬過程進行優(yōu)化時,可以通過調(diào)整焊接熱效率、熱流密度分布參數(shù)的取值,使結(jié)果更準確。其次,本文主要研究焊接熱效率和焊接熱流分布參數(shù)兩個因素對數(shù)值模擬的影響。研究證明,焊接熱效率的改變使熱輸入發(fā)生變化,進而影響數(shù)值模擬結(jié)果;焊接熱流分布參數(shù)變化,能量的集中程度隨之改變,從而影響數(shù)值模擬結(jié)果。此外,重點對焊接熱效率、熱流密度分布參數(shù)取值對焊縫區(qū)峰值溫度、熔寬、熱影響區(qū)寬度的影響規(guī)律進行了總結(jié),得出在本文試驗條件下的經(jīng)驗公式,為雙橢球焊接熱源模型一般式的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。最后,在上述研究的基礎(chǔ)上,將雙橢球熱源模型一般式應(yīng)用到全自動MAG焊的焊接過程數(shù)值模擬中。結(jié)果表明,與Glodak雙橢球熱源模型相比,雙橢球焊接熱源模型一般式的計算結(jié)果與試驗結(jié)果更接近。另外,應(yīng)用雙橢球焊接熱源模型一般式對SMAW溫度場進行模擬,與試驗結(jié)果較吻合。
【關(guān)鍵詞】：熱源模型 數(shù)值模擬 焊接溫度場 熱流密度分布參數(shù)
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG40
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 緒論14-26
• 1.1 選題的背景及意義14-15
• 1.1.1 焊接數(shù)值模擬概述14-15
• 1.1.2 研究焊接熱源模型的必要性15
• 1.2 熱源模型的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-24
• 1.2.1 典型熱源模型分析15-19
• 1.2.2 雙橢球熱源模型的研究進展19-20
• 1.2.3 雙橢球焊接熱源模型一般式的提出20-24
• 1.3 本課題研究的內(nèi)容和方案24-26
• 1.3.1 研究內(nèi)容24
• 1.3.2 研究方案24-26
• 第二章 Goldak雙橢球熱源模型數(shù)值模擬及其結(jié)果26-46
• 2.1 焊接溫度場模擬的理論基礎(chǔ)26-28
• 2.1.1 ANSYS熱分析理論26-27
• 2.1.2 邊界條件與初始條件27-28
• 2.2 焊接試驗28-30
• 2.2.1 焊接方法和母材的選取28-30
• 2.2.2 全自動MAG焊的焊接試驗設(shè)計30
• 2.3 ANSYS熱分析30-35
• 2.3.1 ANSYS熱分析流程30-35
• 2.3.1.1 創(chuàng)建有限元模型31-34
• 2.3.1.2 施加載荷并求解34-35
• 2.3.1.3 查看結(jié)果35
• 2.4 數(shù)值模擬參數(shù)的確定方法35-40
• 2.4.1 焊接熱效率的確定方法35-38
• 2.4.2 焊接熔池形狀參數(shù)的確定方法38-40
• 2.4.2.1 f_f與f_b值的確定方法38
• 2.4.2.2 形狀參數(shù)a、b、cf、cb的確定方法38-40
• 2.5 焊接溫度場的模擬結(jié)果分析40-44
• 2.5.1 驗證試驗40
• 2.5.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析40-44
• 2.6 本章小結(jié)44-46
• 第三章 雙橢球焊接熱源模型一般式參數(shù)取值影響規(guī)律的研究46-64
• 3.1 熔池的形狀參數(shù)對數(shù)值模擬結(jié)果的影響46-56
• 3.2 焊接熱效率對數(shù)值模擬結(jié)果的影響56-59
• 3.3 熱流密度分布參數(shù)取值對模擬結(jié)果的影響59-62
• 3.4 本章小結(jié)62-64
• 第四章 雙橢球焊接熱源模型一般式模擬效果研究64-82
• 4.1 雙橢球焊接熱源模型一般式參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計64-74
• 4.1.1 焊接熱效率取值的優(yōu)化設(shè)計64-69
• 4.1.1.1 焊接熱效率取值對能量分布的影響64-67
• 4.1.1.2 焊接熱效率取值與數(shù)值模擬結(jié)果的關(guān)系67-69
• 4.1.2 熱流密度分布參數(shù)取值的優(yōu)化設(shè)計69-74
• 4.1.2.1 熱流密度分布參數(shù)取值對能量分布的影響69-73
• 4.1.2.2 熱流密度分布參數(shù)取值與數(shù)值模擬結(jié)果的數(shù)學(xué)關(guān)系式73-74
• 4.2 MAG焊數(shù)值模結(jié)果及試驗驗證74-77
• 4.3 焊條電弧焊數(shù)值模擬結(jié)果及試驗驗證77-81
• 4.4 本章小結(jié)81-82
• 第五章 結(jié)論82-84
• 參考文獻84-88
• 攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果88-90
• 致謝90-91

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本文編號：809469