熱源模型對(duì)焊接數(shù)值模擬影響的研究.pdf_第1頁(yè)
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1、本文對(duì)薄板的焊接數(shù)值模擬進(jìn)行研究,使用ANSYS有限元分析軟件,著重研究模擬焊接過(guò)程中不同熱源模型尺寸形狀及熱分布的施加,對(duì)溫度場(chǎng)的影響,為應(yīng)力場(chǎng)的計(jì)算提供更精確的前提條件。目前計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)在施加熱源方面種類較多,但不同熱源及不同參數(shù)下的對(duì)比結(jié)果卻鮮有報(bào)道。本文內(nèi)容包括:改變施加載荷體單元的尺寸、位置以及其內(nèi)部的熱量比例,雙橢球熱源不同維度的長(zhǎng)度、比例及其熱量分布、多道次焊接不同焊接道次順序;對(duì)比不同熱源模型、參數(shù)下的熔池形貌,熱影響

2、區(qū)的熱循環(huán)曲線,計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比,得到最接近實(shí)際的焊接模擬參數(shù),為精確計(jì)算結(jié)果、節(jié)約計(jì)算時(shí)間、簡(jiǎn)化模型提供了理論方法。
  普通體生熱加載在模擬熔池溫度分布存在一定的局限性;改善體生熱加載沿焊材厚度方向自上而下施加遞減的體生熱率,可進(jìn)一步精確焊縫溫度場(chǎng)計(jì)算。沿焊材厚度方向平均分為三份,以1:2.2:2.9的比例施加熱輸入,可減小焊縫溫度沿厚度方向的梯度,且變化緩慢均勻。通過(guò)沿焊接方向加載多層單元的手段利用生死單元技術(shù)施加長(zhǎng)

3、度4mm的熱源,使焊縫最高溫度不變的前提下,使熔長(zhǎng)增加1~2倍,有效地改善了熔池形貌及熱影響區(qū)的溫度變化。改善體生熱加載可達(dá)到模擬精度且計(jì)算時(shí)間僅為雙橢球加載的1/7,但無(wú)法進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)及在焊縫較寬時(shí)命令程序較為繁瑣;雙橢球熱源加載能夠在焊縫、熱影響區(qū)達(dá)到較為精確的模擬計(jì)算且可通過(guò)控制參數(shù)進(jìn)行焊材上下表明溫度分布的調(diào)節(jié),但編程繁瑣,計(jì)算時(shí)間冗長(zhǎng)。單側(cè)焊接產(chǎn)生的焊后殘余應(yīng)力及變形大于雙側(cè)焊;雙側(cè)交替焊接有更小的焊后殘余應(yīng)力及變形,應(yīng)力減少

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