硬質(zhì)合金耐磨堆焊過程三維數(shù)值模擬.pdf

1、堆焊是焊接領(lǐng)域中的一個重要分支，而焊接是一個涉及電弧物理、傳熱、冶金和力學(xué)的復(fù)雜過程。焊接現(xiàn)象包括焊接時的電磁、傳熱過程、金屬的熔化和凝固、冷卻時的相變、焊接應(yīng)力和變形等。一旦能夠?qū)崿F(xiàn)對各種焊接現(xiàn)象的計算機模擬，我們就可以通過計算機系統(tǒng)來確定焊接各種結(jié)構(gòu)和材料的最佳設(shè)計、最佳工藝方法和焊接參數(shù)。 本文對國內(nèi)外關(guān)于焊接的數(shù)值分析技術(shù)的研究歷史和最新發(fā)展進(jìn)行了研究和概括，在此基礎(chǔ)上，對異種材料堆焊過程產(chǎn)生的溫度場、應(yīng)力場進(jìn)行了三維動

2、態(tài)模擬的研究，提出了基于 ANSYS 軟件的異種材料焊接溫度場、應(yīng)力場的模擬分析方法，并針對異種材料堆焊問題進(jìn)行了實例計算，而且計算結(jié)果與傳統(tǒng)的分析結(jié)果和理論值相吻合。 焊接溫度場與應(yīng)力應(yīng)變場是雙向耦合的，應(yīng)力應(yīng)變場對溫度場的影響非常小，加上計算條件的限制，所以本文只考慮溫度場對應(yīng)力應(yīng)變場的影響這一單向耦合，在模擬計算時，采用 ANSYS 軟件的熱一結(jié)構(gòu)耦合功能，利用間接法，先計算堆焊溫度場，溫度場模擬準(zhǔn)確之后保存其結(jié)果，再進(jìn)行

3、焊接應(yīng)力的計算。 本論文研究的主要內(nèi)容包括：在計算過程中材料性能隨溫度變化而變化，屬于材料非線性問題；選用高斯函數(shù)分布的熱源模型，利用函數(shù)功能實現(xiàn)熱源的曲線移動。建立了焊接瞬態(tài)溫度分布數(shù)學(xué)模型，解決了焊接熱源移動的數(shù)學(xué)模擬問題。對焊接過程產(chǎn)生的應(yīng)力進(jìn)行了實時動態(tài)模擬，利用本文模擬分析方法，可以對堆焊過程的熱應(yīng)力進(jìn)行預(yù)測。 通過研究和算例驗證，本文建立了可行的三維堆焊溫度場、應(yīng)力場的動態(tài)模擬分析方法，為異種材料進(jìn)行三維堆焊