双椭球热源
双椭球体热源模型含有两个不相同的1/4椭球体，前、后两椭球内的热流密度分布各不相同：前半部分椭球体热流密度公式为：
q(r)=))(3(exp abc Q
f 3622
222223f c z b y a x ++-π 后半部分椭球体热流密度公式为：
q(r)=))(3exp(3622
222223c z b y a x abc Q
f r ++-π
式中，a 、b 、c 为椭球体半轴长，两式中a 、b 、c 相互独立，分别可取不同值，甚至在异种材料焊接时，可将两1/4椭球分为两个1/8椭球，每个椭球对应不同的a 、b 、c 值；f f 和f r 分别为前后两部分椭球体的能量分配系数，且f f +f r =2。
一个采用双椭球热源焊接温度场的例子
finish /clear /BATCH WPSTYLE,,,,,,,,0 /FILNAME,Laser Beam Welding,0 /TITLE,laser Beam Welding /units,si !!!参数定义 L=0.02 B1=0.003 B2=0.006 B3=0.02 H=0.0032 D=0.001 !焊缝宽度 ah=D/2 chf=2*ah chb=8*ah bh=0.005 rf=2*chf/(chf+chb) rb=2*chb/(chf+chb) N=0.27 !功率有效系数W0=2200 !功率 W=W0*N !有效功率 /PREP7 !定义导热系数 ET,1,SOLID70 MPTEMP,1,20 MPTEMP,2,100 MPTEMP,3,200 MPTEMP,4,300 MPTEMP,5,400 MPTEMP,6,500 MPTEMP,7,600 MPTEMP,8,700 MPTEMP,9,800 MPTEMP,10,900 MPTEMP,11,1000 MPTEMP,12,1200 MPTEMP,13,1540 MPTEMP,14,1700 MPTEMP,15,2000 MPTEMP,16,3000
MPDATA,KXX,1,,6.5 MPDATA,KXX,1,,7 MPDATA,KXX,1,,8 MPDATA,KXX,1,,9 MPDATA,KXX,1,,10 MPDATA,KXX,1,,11 MPDATA,KXX,1,,12 MPDATA,KXX,1,,13 MPDATA,KXX,1,,13.5 MPDATA,KXX,1,,13.8 MPDATA,KXX,1,,13.9 MPDATA,KXX,1,,14 MPDATA,KXX,1,,14.2 MPDATA,KXX,1,,14.4 MPDATA,KXX,1,,14.4 !定义比热容MPTEMP,1,20 MPTEMP,2,100 MPTEMP,3,200 MPTEMP,4,300 MPTEMP,5,400 MPTEMP,6,500 MPTEMP,7,600 MPTEMP,8,700 MPTEMP,9,800 MPTEMP,10,900 MPTEMP,11,1000 MPTEMP,12,1200 MPTEMP,13,1540 MPTEMP,14,1700 MPTEMP,15,2000 MPTEMP,16,3000 MPDATA,C,1,,600 MPDATA,C,1,,620 MPDATA,C,1,,640 MPDATA,C,1,,660 MPDATA,C,1,,680 MPDATA,C,1,,700 MPDATA,C,1,,725 MPDATA,C,1,,750 MPDATA,C,1,,775 MPDATA,C,1,,800 MPDATA,C,1,,805
双椭球热源的函数表达式
！双椭球的函数表达式 finish /clear /filname,reverse-shuang tuo qiu,0 /title,hanhanahanhan /units,si /prep7 ET,1,SOLID70 keyopt,1,2,1 ET,2,SOLID90 MPTEMP,1,20,100,200,300,400,500, MPTEMP,7,600,700,800,900,1000,1500 MPDATA,KXX,1,1,152,159,164,165,168,196, MPDATA,KXX,1,7,209,162,162,162,162,162 MPDATA,DENS,1,1,2680,2662,2646,2620,26 00,2580, MPDATA,DENS,1,7,2436,2384,2384,2384,23 84,2384 MPDATA,C,1,1,956,963,1047,1130,1224,130 8, MPDATA,C,1,7,1412,1084,1084,1084,1084,1 084 MPDATA,HF,1,1,8.22,11.0,13.7,23.2,33.4,46. 8, MPDATA,HF,1,7,58.0,68.5,68.5,68.5,68.5,68. 5 lx=0.08 ly=0.2 lz=0.005 r=0.002 D=0.005！焊缝宽度 ah=D/2！双椭球热源参数定义 chf=2*ah chb=8*ah bh=0.005 rf=2*chf/(chf+chb) rb=2*chb/(chf+chb) K=0.7 功率有效系数 I=120 U=24 q0=I*U q=q0*K !有效功率pi=3.141592654 step=0.002 v=0.006 !count=ly/step count=10 !*********************************** !定义单元类型 !*********************************** !建立几何模型 !*********************************** wpstyle,,,,,,,,0 block,0,0.006,0,ly,0,-lz block,0,0.012,0,ly,0,-lz block,0,0.024,0,ly,0,-lz block,0,lx,0,ly,0,-lz vovlap,all /view,1,1,1,1 !定义焊缝区单元尺寸0.002 lesize,7,0.001 lesize,2,0.001 lesize,12,0.001 lesize,11,0.001 lesize,6,0.001 lesize,3,0.001 lesize,8,0.001 lesize,1,0.001 lesize,4,0.001 lesize,9,0.001 lesize,5,0.001 lesize,10,0.001 !定义过渡区的单元尺寸 lesize,15,r lesize,18,r !定义远离焊缝区的单元尺寸 lesize,34,1.25*0.001 lesize,35,1.25*0.001 lesize,47,1.25*0.001 lesize,46,1.25*0.001 lesize,39,4*r lesize,42,4*r lesize,57,4*r lesize,60,4*r lesize,27,4*r lesize,30,4*r
传热学
镁合金激光-TIG复合热源焊接热源模型 学院：材料学院 专业：材料加工工程 学号： 姓名： 指导教师： 江苏科技大学 2015年4 月11 日
镁合金激光—TIG复合焊接热源模型与热过程 1 前言 镁合金被称为“21世纪绿色工程材料”。镁合金是目前被国内外重新认识并积极开发的一种轻量化材料,具有低密度、高比强度、阻尼减震性好、易机械加工以及良好的可回收性等优点。高效合理的镁合金焊接方法将大大推动镁合金的发展与应用。激光--电弧复合热源焊接具有高速、高效、接头质量优异等特点,目前正在被国内外的研究者日益关注。对这一过程的焊接数值模拟研究有助于更深层次地理解过程的物理机制,从而实现指导焊接工艺、控制焊接质量的目的。目前，YAG激光--TIG复合热源焊接AE31B镁合金已经被证明是一种可行而且高质量的焊接工艺[1], 迫切需要数值模拟工作对这一过程进行指导,并通过数值模拟更深层次的理解复合热源焊接这一过程。 但目前复合热源的数值模拟工作开展的却非常有限。其中一个主要原因是复合热源焊接热源模型一直解决得。首先，高能束激光焊接的热源模型虽然经过线热源、面热源、柱状热源乃至双椭球体热源的变迁,始终没有得到很好的解决; 其次激光、电弧两热源之间存在着一定的物理机制, 需要考虑热源之间的能量影响关系。 在复合热源焊接工艺研究的基础上,结合镁合金材料特点,建立了基于旋转高斯体热源与高斯面热源相结合的复合热源模型:高能束激光热源由旋转高斯体热源描述;TIG电弧则由高斯面热源描述。热源模型的建立充分考虑了过程的物理特点与热源间的能量增强效应。 1.1激光--电弧复合热源焊接概况 激光--TIG电弧复合热源焊接的特点是YAG激光、TIG电弧这两种不同物理性质与能量传输机制的热源同时作用于焊接区。这种方法克服了单独采用激光和单独采用TIG电弧焊接的缺点,并且两种热源相互藕合获得了更大能量形式。其原理如图1.1。其在实践中的优点却是非常明显的:速度快,桥接能力强,焊接变形小,焊接过程稳定,焊接质量和效率高等[2-4]。
T型接头双激光束同步焊接热源模型(翻译)
T 型接头双激光束同步焊接热源模型 占小红，陈洁，魏艳红，董志波，陈彦斌 摘要：T型接头双激光束同步焊接技术已经广泛应用于飞机蒙皮与机翼的连接。为了进一步研究这种焊接过程中热，力学行为，需要建立一个合理的热源模型。这篇论文采用两种不同的表—体相结合的热源模型，即由高斯表热源模型和分别由圆锥体热源模型和高斯旋转体热源模型建立的。并且研究两种不同模型的数值模拟实验结果。这次研究探索了两种不同热源对T 型接头双激光同步焊接产生的结果，而且，目前的研究对在这一领域的深入研究是非常有用的。 关键词：DLBSW（双激光同步焊接）；热源模型；模拟 0 引言 飞机蒙皮与机翼的T 型接头双激光同步焊接连接技术是一种新型焊接过程。与传统的T型接头单面焊双面成形技术相比较，这种焊接技术避免了对蒙皮底部的损坏。同时，与传统的铆接接头相比大大的减少了构件的重量。所以，双激光同步焊接工艺被应用于航空制造业。比如，这种工艺广泛应用于空中客车的产品像A318，A340 和A380。随着中国的大型飞机件制造的开始，关于飞机机身蒙皮与机翼的T 型接头双激光同步焊接技术的研究就一直在发展之中。但是，由于这种焊接技术的复杂性，人们对其具体的过程还没有彻底的弄明白，而且在我们国家，这种技术更希望被应用于生产大型飞机机身的小且薄的或大尺寸的控制面板的复杂焊接件。还有很多其他原因，比如设备复杂，技术落后等等。但是最重要的原因是缺少对材料的冶金学的方法和DLBSW焊接技术基本理论的研究。在DLBSW焊接过程中，两激光束在桁架下形成一个复合熔池。在这种条件下，熔池小孔的形状和冶金学
行为都不同于一般的激光束焊接（LBW ）。因为激光焊是一种以温度升高极为复杂，不平稳为特点的焊接过程，因此，我们用传统的方法直接研究焊接熔池内部结构受到了极大地限制。所以，有限元分析方法可以在某种程度上弥补了实验法的局限性。 riveted panel DLBSW welding panel one weldm? fof both formation Fig i comparison of tliree panel connection process 从1973年Swift-Hook和Gic开始研究激光焊温度场到现在，激光焊温度场数值模拟已经有了三十多年的研究了。许多国外的和国内 的学者已经发表了大量的关于深熔透激光焊接数值模拟的学术论文。本文是从先前的聚焦中心孔和热源模型发展为基于高斯热源分布模型的激光焊温度场数值计算的研究，然后发展为激光深熔焊热流场模拟和形变预测的研究。近年来，激光焊研究变得越来越深刻，越来越有经验。在国内，吴川松，徐久华，杜汉斌，吴肃，熊建刚，王宏，陈彦斌，陈曦等人已经对激光深熔焊中心孔和熔池形成动态过程有了研究，并在这一领域取得了一些成就。 但是，到目前为止还没有关于T型接头双激光同步焊接热源模型 的研究报告。为了让T 型接头双激光同步焊接有限元分析技术得到应用，应当首先建立T 型接头双激光同步焊接热源模型。这篇论文将论述面—体联合热源模型的发展和研究模拟的结果。
T型接头双激光束同步焊接热源模型(翻译)
T型接头双激光束同步焊接热源模型 占小红，陈洁，魏艳红，董志波，陈彦斌 摘要：T型接头双激光束同步焊接技术已经广泛应用于飞机蒙皮与机翼的连接。为了进一步研究这种焊接过程中热，力学行为，需要建立一个合理的热源模型。这篇论文采用两种不同的表—体相结合的热源模型，即由高斯表热源模型和分别由圆锥体热源模型和高斯旋转体热源模型建立的。并且研究两种不同模型的数值模拟实验结果。这次研究探索了两种不同热源对T型接头双激光同步焊接产生的结果，而且，目前的研究对在这一领域的深入研究是非常有用的。 关键词:DLBSW(双激光同步焊接)；热源模型；模拟 0引言 飞机蒙皮与机翼的T型接头双激光同步焊接连接技术是一种新型焊接过程。与传统的T型接头单面焊双面成形技术相比较，这种焊接技术避免了对蒙皮底部的损坏。同时，与传统的铆接接头相比大大的减少了构件的重量。所以，双激光同步焊接工艺被应用于航空制造业。比如，这种工艺广泛应用于空中客车的产品像A318，A340和A380。随着中国的大型飞机件制造的开始，关于飞机机身蒙皮与机翼的T型接头双激光同步焊接技术的研究就一直在发展之中。但是，由于这种焊接技术的复杂性，人们对其具体的过程还没有彻底的弄明白，而且在我们国家，这种技术更希望被应用于生产大型飞机机身的小且薄的或大尺寸的控制面板的复杂焊接件。还有很多其他原因，比如设备复杂，技术落后等等。但是最重要的原因是缺少对材料的冶金学的方法和DLBSW焊接技术基本理论的研究。在DLBSW焊接过程
中，两激光束在桁架下形成一个复合熔池。在这种条件下，熔池小孔的形状和冶金学行为都不同于一般的激光束焊接（LBW）。因为激光焊是一种以温度升高极为复杂，不平稳为特点的焊接过程，因此，我们用传统的方法直接研究焊接熔池内部结构受到了极大地限制。所以，有限元分析方法可以在某种程度上弥补了实验法的局限性。 从1973年Swift-Hook和Gic开始研究激光焊温度场到现在，激光焊温度场数值模拟已经有了三十多年的研究了。许多国外的和国内的学者已经发表了大量的关于深熔透激光焊接数值模拟的学术论文。本文是从先前的聚焦中心孔和热源模型发展为基于高斯热源分布模型的激光焊温度场数值计算的研究，然后发展为激光深熔焊热流场模拟和形变预测的研究。近年来，激光焊研究变得越来越深刻，越来越有经验。在国内，吴川松，徐久华，杜汉斌，吴肃，熊建刚，王宏，陈彦斌，陈曦等人已经对激光深熔焊中心孔和熔池形成动态过程有了研究，并在这一领域取得了一些成就。 但是，到目前为止还没有关于T型接头双激光同步焊接热源模型
双椭球热源的函数表达式
双椭球热源的函数表达式 ～双椭球的函数表达式 pi=3.141592654 finish step=0.002 /clear v=0.006 /filname,reverse-shuang tuo qiu,0 !count=ly/step /title,hanhanahanhan count=10 /units,si !*********************************** /prep7 !定义单元类型 !*********************************** ET,1,SOLID70 !建立几何模型 keyopt,1,2,1 !*********************************** ET,2,SOLID90 wpstyle,,,,,,,,0 MPTEMP,1,20,100,200,300,400,500, block,0,0.006,0,ly,0,-lz MPTEMP,7,600,700,800,900,1000,1500 block,0,0.012,0,ly,0,-lz MPDATA,KXX,1,1,152,159,164,165,168,196, block,0,0.024,0,ly,0,-lz MPDATA,KXX,1,7,209,162,162,162,162,162 block,0,lx,0,ly,0,-lz MPDATA,DENS,1,1,2680,2662,2646,2620,26vovlap,all 00,2580, /view,1,1,1,1 MPDATA,DENS,1,7,2436,2384,2384,2384,23!定义焊缝区单元尺寸0.002 84,2384 lesize,7,0.001 MPDATA,C,1,1,956,963,1047,1130,1224,130lesize,2,0.001 8, lesize,12,0.001 MPDATA,C,1,7,1412,1084,1084,1084,1084,1lesize,11,0.001 084 lesize,6,0.001 MPDATA,HF,1,1,8.22,11.0,13.7,23.2,33.4,46.lesize,3,0.001 8, lesize,8,0.001 MPDATA,HF,1,7,58.0,68.5,68.5,68.5,68.5,68.lesize,1,0.001 5 lesize,4,0.001