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GTAW电弧温度场与流场数值模拟

GTAW电弧温度场与流场数值模拟
GTAW电弧温度场与流场数值模拟

维导热物体温度场的数值模拟

传热大作业 二维导热物体温度场的数值模拟(等温边界条件) 姓名: 班级: 学号:

墙角稳态导热数值模拟(等温条件) 一、物理问题 有一个用砖砌成的长方形截面的冷空气空道,其截面尺寸如下图所示,假设在垂直于纸面方向上冷空气及砖墙的温度变化很小,可以近似地予以忽略。在下列两种情况下试计算: (1)砖墙横截面上的温度分布; (2)垂直于纸面方向的每米长度上通过砖墙的导热量。外矩形长为,宽为;内矩形长为,宽为。 第一种情况:内外壁分别均匀地维持在0℃及30℃; 第二种情况:内外表面均为第三类边界条件,且已知: 外壁:30℃,h1=10W/m2·℃, 内壁:10℃,h2= 4 W/m2·℃ 砖墙的导热系数λ= W/m·℃ 由于对称性,仅研究1/4部分即可。 二、数学描写 对于二维稳态导热问题,描写物体温度分布的微分方程为拉普拉斯方程

02222=??+??y t x t 这是描写实验情景的控制方程。 三、方程离散 用一系列与坐标轴平行的网格线把求解区域划分成许多子区域,以网格线的交点作为确定温度值的空间位置,即节点。每一个节点都可以看成是以它为中心的一个小区域的代表。由于对称性,仅研究1/4部分即可。依照实验时得点划分网格: 建立节点物理量的代数方程 对于内部节点,由?x=?y ,有 )(411,1,,1,1,-+-++++=n m n m n m n m n m t t t t t 由于本实验为恒壁温,不涉及对流,故内角点,边界点代数方程与该式相同。

设立迭代初场,求解代数方程组。图中,除边界上各节点温度为已知且不变外,其余各节点均需建立类似3中的离散方程,构成一个封闭的代数方程组。以C t 000 为场的初始温度,代入方程组迭代,直至相邻两次内外传热值之差小于,认为已达到迭代收敛。 四、编程及结果 1) 源程序 #include <> #include <> int main() { int k=0,n=0; double t[16][12]={0},s[16][12]={0}; double epsilon=; double lambda=,error=0; double daore_in=0,daore_out=0,daore=0; FILE *fp; fp=fopen("data3","w"); for (int i=0;i<=15;i++) for (int j=0;j<=11;j++) { if ((i==0) || (j==0)) s[i][j]=30; if (i==5) if (j>=5 && j<=11) s[i][j]=0; if (j==5) if (i>=5 && i<=15) s[i][j]=0; } for (int i=0;i<=15;i++)

西安交通大学——温度场数值模拟(matlab)

温度场模拟matlab代码: clear,clc,clf L1=8;L2=8;N=9;M=9;% 边长为8cm的正方形划分为8*8的格子 T0=500;Tw=100; % 初始和稳态温度 a=0.05; % 导温系数 tmax=600;dt=0.2; % 时间限10min和时间步长0.2s dx=L1/(M-1);dy=L2/(N-1); M1=a*dt/(dx^2);M2=a*dt/(dy^2); T=T0*ones(M,N); T1=T0*ones(M,N); t=0;l=0;k=0; Tc=zeros(1,600);% 中心点温度,每一秒采集一个点 for i=1:9 for j=1:9 if(i==1|i==9|j==1|j==9) T(i,j)=Tw;% 边界点温度为100℃ else T(i,j)=T0; end end end if(2*M1+2*M2<=1) % 判断是否满足稳定性条件 while(t

end i=1:9;j=1:9; [x,y]=meshgrid(i); figure(1); subplot(1,2,1); mesh(x,y,T(i,j))% 画出10min 后的温度场 axis tight; xlabel('x','FontSize',14);ylabel('y','FontSize',14);zlabel('T/℃','FontSize',14) title('1min 后二维温度场模拟图','FontSize',18) subplot(1,2,2); [C,H]=contour(x,y,T(i,j)); clabel(C,H);axis square; xlabel('x','FontSize',14);ylabel('y','FontSize',14); title('1min 后模拟等温线图','FontSize',18) figure(2); xx=1:600; plot(xx,Tc,'k-','linewidth',2) xlabel('时间/s','FontSize',14);ylabel('温度/℃','FontSize',14);title('中心点的冷却曲线','FontSize',18) else disp('Error!') % 如果不满足稳定性条件,显示“Error !” end 实验结果: 时间/s 温度/℃ 中心点的冷却曲线

二维导热物体温度场的数值模拟

金属凝固过程计算机模拟题目:二维导热物体温度场的数值模拟 Solidworks十字接头的传热分析 作者:张杰 学号:S2******* 学院:北京有色金属研究总院 专业:材料科学与工程 成绩: 2015 年12 月

二维导热物体温度场的数值模拟 图1 二维均质物体的网格划分 用有限差分法模拟二维导热物体的温度场,首先将二维物体划分为如图1所示的网格,x ?与y ?可以是不变的常量,即等步长,也可以是变量(即在区域内的不同处是不同的),即变步长?如果区域内各点处的温度梯度相差很大,则在温度变化剧烈处,网格布得密些,在温度变化不剧烈处,网格布得疏些?至于网格多少,步长取多少为宜,要根据计算精度与计算工作量等因素而定? 在有限的区域内,将二维不稳定导热方程式应用于节点 ,)i j (可写成: ,2222 ,i j P P p i j T T T C x y ρλτ?????=+ ?????? ,1 , ,()i j P P P i j i j T T T οτττ+-???= +? ????? () , 1 , , 1 ,22 2()i j P P P P i j i j i j T T T T x x x ο+--+??? =+? ????? () , ,1 , ,122 2()i j P P P P i j i j i j T T T T y y y ο+--+???=+? ?????τ?、x ?、y ? 当τ?、x ?、y ?较小时,忽略()οτ?、2()x ο?、2 ()y ο?项。当x y ?=?时, 即x 、y 方向网格划分步长相等?最后得到节点 ,)i j (的差分方程: ()1 , ,0 1 , 1 , ,1 ,1 ,4P P P P P P P i j i j i j i j i j i j i j T T F T T T T T ++-+-=++++- 式中:() 02 p F C x λτ ρ?= ??

直燃式热烟气炉内部流场温度场数值模拟

硕士学位论文开题报告及论文工作计划书 课题名称:直燃式热烟气炉内部流场温度场数值模拟学号1000611 姓名张 专业机械设计及理论 学院机械工程与自动化 导师张 副导师 选题时间2011年10月10日 东北大学研究生院 年月日

填表说明 1、本表一、二、三、四、五项在导师指导下如实填写。 2、学生在通过开题后一周内将该材料交到所在学院、研究所。 3、学生入学后第三学期应完成论文开题报告,按有关规定,没有完成开题报告的学生不能申请论文答辩。

一、立论依据 课题来源、选题依据和背景情况、课题研究目的、理论意义和实际应用价值 (一)课题来源和背景情况: 热风炉主要是干燥机配套使用的一种高效节能供热设备,能够为干燥机提供不同温度、不同洁净程度的热空气或热烟气,于20世纪70年代末在我国开始广泛应用[1]。热风炉品种多、系列全,根据燃料类型可分为固体燃料热风炉、液体燃料热风炉和气体燃料热风炉;根据燃料或热源的不同可分为燃生物质材料热风炉、燃气热风炉、燃煤热风炉、燃油热风炉、电加热器和太阳能集热器等;按加热形式分主要有直接烟道气式热风炉和间接换热式热风炉。 直燃式烟气热风炉就是采用燃料直接燃烧,经过降尘净化处理形成热烟气,热烟气和物料直接接触对物料进行加热干燥或烘烤。这种方法燃料的消耗量约比用蒸汽式或其他间接加热器减少一半左右[34]。因此,在不影响烘干产品质量的情况下,完全可以使用直接烟道气式热风炉。直燃式热烟气炉用于高含水、处理量大、不怕污染物料的干燥,如污泥、糟渣类、褐煤、各种矿粉的热风源。直燃式烟气热风炉的燃料使用范围很广,可分为:固体燃料,如煤、焦炭;液体燃料,如柴油、重油;气体燃料,如煤气、天然气、液体气。燃料经燃烧反应后得到的高温燃烧气体进一步与外界空气接触,混合到某一温度后直接进入干燥室或烘烤房,与被干燥物料相接触,加热、蒸发水分,从而获得干燥产品。直燃式燃煤烟气热风炉是直燃式烟气热风炉最常用的一种形式,其特点有:煤燃烧连续稳定,操作简单可靠;自动化运行,机械上煤操作,运行简单;总热效率高;出风温度1000℃下连续可调;设备使用安全,无爆炸危险;耐用性强,运行费用低,维护简单[34]。 块煤直接加热热风炉,主要由炉膛、沉降室和混合室组成。沉降室和炉膛之间为燃尽室,这里保持着较高的温度,使可燃性挥发气体燃烧完全。燃料从炉门加入,在炉排上形成燃烧层。燃料燃烧时所需要的空气,由出灰门进入,通过炉排和燃烧层,使燃料燃烧。灰渣则通过炉缝隙落入灰坑,在出灰门排出。炉膛中的燃烧产生的烟气经燃尽室充分燃烧和沉降室分离炉灰、火花后,进入混合室,同来自冷风口的冷空气混合达到要求的温度后,通过通风机吸出并被压入干燥设备的热风室中。二次空气先由炉排下面侧壁上的小孔进入空气隔层预热,然后由炉膛上方侧壁的小孔进入炉膛,从而使炉膛中未燃尽的挥发物或由气流带上来的细小碳粒进一步燃尽。 直燃式煤粉热风炉,将初碎、干燥后的煤加入破碎输送机,破碎至粒度小于10mm,经过

Ansys有限元分析温度场模拟指导书

实验名称:温度场有限元分析 一、实验目的 1. 掌握Ansys分析温度场方法 2. 掌握温度场几何模型 二、问题描述 井式炉炉壁材料由三层组成,最外一层为膨胀珍珠岩,中间为硅藻土砖构成,最里层为轻质耐火黏土砖,井式炉可简化为圆筒,筒内为高温炉气,筒外为室温空气,求内外壁温度及温度分布。井式炉炉壁体材料的各项参数见表1。 表1 井式炉炉壁材料的各项参数 三、分析过程 1. 启动ANSYS,定义标题。单击Utility Menu→File→Change Title菜单,定义分析标题为“Steady-state thermal analysis of submarine” 2.定义单位制。在命令流窗口中输入“/UNITS, SI”,并按Enter 键

3. 定义二维热单元。单击Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete 菜单,选择Quad 4node 55定义二维热单元PLANE55 4.定义材料参数。单击Main Menu→Preprocessor→Material Props→Material Models菜单

5. 在右侧列表框中依次单击Thermal→Conductivity→Isotropic,在KXX文本框中输入膨胀珍珠岩的导热系数0.04,单击OK。 6. 重复步骤4和5分别定义硅藻土砖和轻质耐火黏土砖的导热系数为0.159和0.08,点击Material新建Material Model菜单。 7.建立模型。单击Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Circle→By Dimensions菜单。在RAD1文本框中输入0.86,在RAD2文本框中输入0.86-0.065,在THERA1文本框中输入-3,在THERA2文本框中输入3,单击APPL Y按钮。

平板对接温度场及应力-应变场模拟

-1- 平板对接温度场及应力-应变场模拟 王龙 北京工业大学机械工程专业,北京(100022) E-mail: xiaobei123@https://www.wendangku.net/doc/4a3488668.html, 摘要:本文是通过使用计算机模拟技术,用ANSYS 软件模拟平板对接焊接工艺的温度场, 并用间接求解的方法计算出焊接残余应力场。作者对比了面部加载高斯热源和内部热生成这 两种方法,总结两种热源的优缺点,并将两者结合起来作为一种复合热源。复合热源的计算 结果与传统的分析结果和理论相吻合。 关键词:计算机模拟;温度场;残余应力场;复合热源 1 引言 焊接是一个涉及到电弧物理、传热、冶金和力学的复杂过程,由于高度集中的瞬时热输入,在焊接过程中和焊后将产生相当大的残余应力(焊接残余应力)和变形(焊接残余变形、焊接收缩、焊接翘曲),而这是影响焊接结构质量和生产率的主要问题之一,焊接变形的存在不仅影响焊接结构的制造过程,而且还影响焊接结构的使用性能。焊接应力和变形不但可能引起热裂纹、冷裂纹、脆性断裂等工艺缺陷,而且在一定条件下将影响结构的承载能力,如强度,刚度和受压稳定性。除此以外还将影响到结构的加工精度和尺寸稳定性。因此,在设计和施工时充分考虑焊接应力和变形这一特点是十分重要的[1][2]。随着大规模工业生产和高新技术的发展,焊接结构正朝着大型化、复杂化、高容量、高参数方向发展,其复杂程度越大,工作条件越苛刻,造成焊接事故也越频繁,危害性也越大,所以提高和保证焊接质量已经成为当前焊接中的关键问题。 焊接过程中局部集中的热输入,使焊件形成非常不均匀、不稳定温度场。温度场不仅直 接通过热应变,而且还间接通过显微组织变化引起相变应变决定焊接残余应力。因此,温度场的分析是焊接应力和变形分析前提[3]。本文就是利用大型通用的有限元软件ANSYS 对焊接温度场、应力场和变形进行了计算机的三维实时动态数值模拟,通过先计算焊接温度场,再把温度场结果作为应力和变形计算时的载荷,从而得到任何时刻、任何点的焊接应力、变形的具体计算数值,这无论是对焊接设计还是工艺都很有价值。 2 平板对接温度场模拟 2.1 材料物理性能参数以及单元类型的选择 由于是探讨性的模拟,所以模型假设为100mm×50mm×6mm,电弧中心沿Z 方向移动。 并用以下命令流依次定义导热系数,比热容以及密度用于进行温度场模拟。 mp,kxx,1,66.6 mp,c,1,460 mp,dens,1,7800 单元类型的选择原则为 1.必须具备单元生死功能 2.具有耦合功能,可以进行热-应力耦 合分析3.必须为三维单元4.焊缝处单元可以进行规则划分。根据以上原则,选用ANSYS 单元库中的热分析单元,二维模型用四节点四边形单元PLANE55,三维模型用八节点六面

温度场和流场的模拟

天津职业技术师范大学Tianjin University of Technology and Education 毕业论文 专业:材料成型及控制工程 班级学号:材料0912 - 09 学生姓名:蔡言锋 指导教师:高莹讲师 二〇一四年六月

天津职业技术师范大学本科生毕业设计 TIG焊电弧温度场和流场的模拟Analog TIG welding arc temperature field and flow field 专业班级:材料成型及控制工程--材料0912 学生姓名:蔡言锋 指导教师:高莹讲师 学院:机械工程学院 2014 年6 月

摘要 钨极氩弧焊(TIG焊)是近代工业生产中应用比较广泛的一种焊接方法,这种焊接方法具有热影响区小、焊缝美观、易于控制等众多优点。所以对TIG焊焊接技术进行数值模拟,能够更好的了解和控制整个焊接的过程,所模拟TIG焊电弧的温度场和流场具有重要的意义。 数值模拟技术应用广泛,本文就是采用有限元分析软件FLUENT,创建了符合实际的TIG焊自然燃烧电弧的有限元模型。根据流体力学质量守恒、动量守恒和能量守恒方程,选取合理的边界条件,得到了TIG焊电弧的温度场流场分布的变化规律图。通过FLUENT的后处理结果能够对TIG焊电弧内部的一些温度场、流场等情况进行形象的表述。 基于自然燃烧的TIG焊接电弧的数值分析,有助于进一步理解焊接过程的物理实质,合理地选择焊接工艺和工艺参数,并为冶金分析提供进一步的理论依据。为今后的理论研究和工业生产奠定基础。 关键词:TIG 焊;FLUENT 软件;数值模拟;电弧

Abstract GTAW (TIG welding ) is a modern industrial production, used widely as a welding method, this method has a small weld heat-affected zone , weld appearance, easy to control , and many other advantages. So for TIG welding techniques to simulate , to better understand and control the entire welding process , the simulated temperature and flow field TIG welding arc is of great significance . Numerical simulation of a wide range of technical applications, this paper is the use of finite element analysis software FLUENT, TIG welding creates realistic finite element model of the natural burning arc . According to hydrodynamic mass, momentum and energy conservation equations , selecting appropriate boundary conditions and the variations of temperature field in Figure TIG welding arc flow field distribution . Able for some temperature and flow fields, etc. TIG welding arc carried the image of the interior of expression through post-processing of results of FLUENT . Numerical TIG welding arc burning natural -based analysis helps to further understand the physical substance of the welding process , a reasonable choice of welding processes and process parameters, and provides a theoretical basis for further metallurgical analysis. Lay the foundation for future theoretical research and industrial production. Key Words:TIG welding; FLUENT software; numerical simulation; arc

路基温度场数值模拟及变化规律研究

Open Journal of Transportation Technologies 交通技术, 2018, 7(1), 11-19 Published Online January 2018 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/4a3488668.html,/journal/ojtt https://https://www.wendangku.net/doc/4a3488668.html,/10.12677/ojtt.2018.71002 Research on the Numerical Simulation and Change Rules of the Subgrade Temperature Field Lei Xu, Yunliang Li, Lun Ji, Yiqiu Tan School of Transportation Science and Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin Heilongjiang Received: Jan. 1st, 2018; accepted: Jan. 15th, 2018; published: Jan. 22nd, 2018 Abstract Numerical analysis model of the subgrade temperature field was established. Based on the pro-gram ANSYS, the distribution and the time-varying properties of the subgrade temperature field were analyzed. Results show that for the vertical subgrade temperature field, the temperature in-creases with the depth increasing, and the subgrade frost depth at the coldest time in January is about 2.0 m. The ambient temperature affects the horizontal subgrade temperature field within a scope of about 2.0 m, which is the same as the subgrade frost depth. Temperature change trend of various positions in the subgrade during a year basically agrees with the ambient temperature change trend. The temperature of the pavement surface is basically the same as the ambient tem-perature, while the ambient temperature affects a little on the subgrade temperature, and soil in the depths of the subgrade keeps permafrost, or seasonal frozen. Keywords Subgrade, The Temperature Field, Numerical Analysis, ANSYS 路基温度场数值模拟及变化规律研究 徐垒,李云良,纪伦,谭忆秋 哈尔滨工业大学,交通科学与工程学院,黑龙江哈尔滨 收稿日期:2018年1月1日;录用日期:2018年1月15日;发布日期:2018年1月22日 摘要 建立了路基温度场的数值分析模型,基于ANSYS软件分析了路基温度场的分布规律及时变特性。研究表

二维导热物体温度场的数值模拟教程文件

二维导热物体温度场的数值模拟

金属凝固过程计算机模拟题目:二维导热物体温度场的数值模拟 Solidworks十字接头的传热分析 作者:张杰 学号: S2******* 学院:北京有色金属研究总院 专业:材料科学与工程 成绩: 2015 年 12 月

二维导热物体温度场的数值模拟 图1 二维均质物体的网格划分 用有限差分法模拟二维导热物体的温度场,首先将二维物体划分为如图1所示的网格,x ?与y ?可以是不变的常量,即等步长,也可以是变量(即在区域内的不同处是不同的),即变步长?如果区域内各点处的温度梯度相差很大,则在温度变化剧烈处,网格布得密些,在温度变化不剧烈处,网格布得疏些?至于网格多少,步长取多少为宜,要根据计算精度与计算工作量等因素而定? 在有限的区域内,将二维不稳定导热方程式应用于节点 ,)i j ( 可写成: ,2222 ,i j P P p i j T T T C x y ρλτ?????=+ ?????? ,1 , ,()i j P P P i j i j T T T οτττ+-???= +? ????? () , 1 , , 1 ,22 2()i j P P P P i j i j i j T T T T x x x ο+--+???=+? ????? () , ,1 , ,122 2()i j P P P P i j i j i j T T T T y y y ο+--+???=+? ?????τ?、x ?、y ? 当τ?、x ?、y ?较小时,忽略()οτ?、2()x ο?、2 ()y ο?项。当x y ?=?时,即x 、y 方向网格划分步长相等?最后得到节点 ,)i j (的差分方程: ()1 , ,0 1 , 1 , ,1 ,1 ,4P P P P P P P i j i j i j i j i j i j i j T T F T T T T T ++-+-=++++- 式中: () 02 p F C x λτ ρ?= ??

基于Fluent的高炉风口流场和温度场的模拟

——计算机应用技术——特种铸造及有色合金2009年第29卷第4期 基于Fluent的高炉风口流场和温度场的模拟 摘要针对高炉风I=I破坏的主要因素,采用计算流体力学方法来模拟高炉风I=i的流场和温度场,探讨进口水压和风口材质纯度杂质对风I=l表面温度分布的影响。模拟结果表明.当进口水压低于0.4MPa时,水压的提高能显著地降低风口表面的最高温度l当进口水压超过0.4MPa时,随着进口水压的提高,风口表面的最高温度的下降趋于平缓,此时提高风口材质的纯度可以明显降低其最高温度。 关键词高炉风口;温度场;流场,进口水压 中图分类号TG249.7t0242文献标志码A文章编号1001—2249(2009)04一0324一03 D0l:10.3870/tzzz.2009.04.011 高炉风口是高炉炼铁送风所必须的重要部件,承受 着高速煤粉的磨蚀、高温炉气的冲刷和炉料的撞击,极 易损坏[1 ̄3】。风口前端的熔蚀是风口失效的主要原因 之一[‘’5],其寿命长短直接影响到高炉能否顺利运行、 获得高产及降低炼铁成本。因风口的破坏造成的经济 损失是很大的[6],在正常休风的情况下更换一只风口需 要20rain,此外还有减风、复风操作时间,如果风口周 围有凝铁或大量铁水,则需要更长时间进行处理。本课 题对高炉风口进行了流场和温度场的数值模拟,以了解 风口表面温度分布规律及进口水压和杂质等因素对高 炉风口表面温度分布的影响。 1风口模型的建立 图1是风口结构示意图,图2是风口的立体模型。 用Tgrid程序对风口模型划分网格,采用Tet/Hy-brid网格类型,风口划分网格后图像见图3,内部尺寸为4mm,划分后网格总数是1386657(其中流体划分网格数是423686,固体划分网格数是962971)。 对于模型方程的求解采用连续性方程,动量方程,能量守恒方程以及标准惫一£运输方程[7]。 田1风口结构 圉2.风口的立体模型(割面) 1.本冷一I膛L62.风口内侧面L13.风口首壕L24.风口首壕外侧面L35.风口后端外侧面L46.出书口7.风口后壕面U8.进水口 收稿日期:2008—07-31I修改稿收到日期:2008一10—31 基金项目:辽宁省科技基金资助项目(20032003) 第一作者筒介:樊勇保.男,1982年出生,硕士研究生,沈阳大学机械工程学院?沈阳(110044)-电话113252715128.E--mail.,fyouyong@126.coin 温和散热的作用,在保护不锈钢模具的同时,也使得提高浇注温度成为可能,并使铸件品质得到大幅度提高。 参考文献 [1]饶荣水.热臂技术研究进展及其在冶金工业中的应用[J].工业加热.2001(3),1.4. [2]庄骏.张红.热管技术及其工程应用[M].北京:化学工业出版社,2000. r3]陈蔚岗?张国一.模具的加热、保温与冷却口].纤维复合材料,2002(1)118.20. 324[4]姜锡朋,姜持.热管技术及其在铸造生产中的应用[J].中国铸造装备与技术.2003(6)137?39. [5]胨健美?张新明,邓运来.等.热管技术及其在轻合金铸造中的应用[J].特种铸造及有色合金.2005.25(7)。416-418. [63张朝晖.ANSYS热分析教程与实倒解析[M].北京:中国铁道出版社,2007. [7]赵蔚琳,刘宗明,李树人.高沮热管的研究与发展[J].石油化Tilt备,2005(4).140_44. 【编辑:张正贺) 万方数据

基于ANSYS的温度场模拟

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/4a3488668.html, 基于ANSYS的温度场模拟 作者:欧青华 来源:《西部论丛》2018年第07期 1 引言 传统的针对军用装备的焊接维修方式已经明显不能适应现代战争的需要,战争对装备的毁坏是巨大的,因此,需要在技术上有大幅度提高,保证维修过程的迅速准确。随着现代科技的发展,数学模型和数值模拟技术的应用越来越广泛。倘若对工程装备的焊接能够通过计算机进行模拟,我们就能够通过计算机系统来确定焊接的最佳设计、最佳参数和最佳工艺。 通过数值模拟可以在很大程度上节约战场人力、物力和拓展战场时间,特别是面对复杂的大型军用装备,该类型军用装备结构复杂,焊接过程中需要更精确的参数,随着计算机技术的发展以及有限元法的建立,越来越多的焊接工作者利用数值模拟技术研究焊接问题,并取得了丰富的成果。 本文在总结前人工作的基础上,全面系统地论述了焊接温度场的基本理论,并应用有限元分析软件ANSYS对平板堆焊温度场进行了军用工程机械数值模拟计算。本文主要内容为: 1.通过对高斯热源的焊接温度场进行模拟,讨论了焊接参数对温度场的影响。 2.用直接法模拟计算焊接温度场,得出最佳参数。 军用工程机械焊接数值模拟的现实意义在于,根据对焊接现象和过程的数值模拟,可以优化工艺参数,从而减少不必要工作,提高焊接质量和效能。 2 有限元分析的理论基础 有限元法(Finite Element Method, FEM),又称为有限单元法或有限元素法,基本思想是将求解区域离散为一组有限个、且按一定方式相互连接在一起的单元的组合体。它是随着电子计算机技术的发展而迅速发展起来的一种新型现代计算方法。 2.1 有限元法介绍 将物理结构分割成不同类型、不同大小的区域,这些区域就称为单元。根据不同进行科学分析,推导出每一个单元的作用力方程,集成整个结构的系统方程,最后求解该系统方程并得出结论的方法,就是有限元法。简单地说,有限元法是一种离散化的数值方法。离散后的单元与单元间只通过节点相联系,将所有力和位移都进行简化,通过节点进行计算。对每个相应单元,选取合适的插值函数,使得该函数在子域内部、自语分界面上以及子域与外界分界面上都

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