畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）ppt答辯厚板多道焊的焊接熱源校核課件

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1、厚板多道焊的焊接熱源校核班級(jí)：姓名：指導(dǎo)教師：主要內(nèi)容1.緒論2.有限元計(jì)算原理3.厚板多道焊有限元模型的建立4.熱源模型校核結(jié)果與討論5.結(jié)論1.緒論1.1選題背景1.2數(shù)值模擬1.3數(shù)學(xué)模型1.4有限元1.5數(shù)值模擬技術(shù)在焊接中的應(yīng)用1.6焊接數(shù)值模擬的前景與展望1.7本課題研究的主要內(nèi)容和意義選題背景焊接方法經(jīng)濟(jì)、靈活，能簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的構(gòu)造細(xì)節(jié)，節(jié)約材料，提高生產(chǎn)效率，改善工人勞動(dòng)條件。因此，目前大部分的工業(yè)產(chǎn)品，以及能源工程、海洋工程、航空航天工程、石油化工工程、大型廠房、高層建筑等重要結(jié)構(gòu)，無(wú)一不采用焊接結(jié)構(gòu)。在研究焊接生產(chǎn)技術(shù)時(shí)，往往采用試驗(yàn)手段作為基本方法，但

2、大量的試驗(yàn)增加了生產(chǎn)成本，耗費(fèi)人力物力，而數(shù)值模擬將發(fā)揮其獨(dú)特的能力和優(yōu)勢(shì)。隨著有限元技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，為數(shù)值模擬技術(shù)提供了有力的工具，很多焊接過(guò)程可以采用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬。數(shù)值模擬隨著計(jì)算機(jī)、信息、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的飛躍發(fā)展，數(shù)值模擬技術(shù)已滲透到焊接的各個(gè)領(lǐng)域，關(guān)鍵部件焊接過(guò)程仿真技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，對(duì)優(yōu)化工藝過(guò)程，提高產(chǎn)品質(zhì)量和消除安全隱患起著日益重要、甚至不可替代的作用。焊接數(shù)值模擬的理論意義在于,通過(guò)對(duì)復(fù)雜或不可觀察的現(xiàn)象進(jìn)行定量分析和對(duì)極端情況下尚不知的規(guī)則的推測(cè)和預(yù)測(cè),實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜焊接現(xiàn)象的模擬,以助于認(rèn)清焊接現(xiàn)象本質(zhì),弄清焊接過(guò)程規(guī)律。焊接數(shù)值模擬的現(xiàn)實(shí)意義在于,

3、根據(jù)對(duì)焊接現(xiàn)象和過(guò)程的數(shù)值模擬,可以優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì),從而減少試驗(yàn)工作量,提高焊接接頭的質(zhì)量。數(shù)學(xué)模型在科學(xué)研究中，模型是人們用以認(rèn)識(shí)事物的一種手段和工具。數(shù)學(xué)模型是用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述的某個(gè)現(xiàn)實(shí)世界的模型。數(shù)學(xué)模型可以定量地描述事物的內(nèi)在聯(lián)系和變化規(guī)律。因此，建立某個(gè)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，是人們對(duì)該事物認(rèn)識(shí)的一個(gè)質(zhì)的飛躍。數(shù)學(xué)模型也可分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩類。建立數(shù)學(xué)模型必須正確理解現(xiàn)象，數(shù)學(xué)求解若能很好地說(shuō)明實(shí)驗(yàn)和調(diào)查的結(jié)果，則此數(shù)學(xué)模型是正確的。有限元有限元法是焊接模擬技術(shù)中適應(yīng)電子計(jì)算機(jī)而發(fā)展起來(lái)的一種有效方法，它已經(jīng)成功地解決了工程領(lǐng)域中的許多問(wèn)題，廣泛地用于研究焊接熱傳

4、導(dǎo)、焊接熱彈塑性應(yīng)力和變形分析、焊接結(jié)構(gòu)的斷裂力學(xué)的分析等。有限元法是適應(yīng)使用電子計(jì)算機(jī)而發(fā)展起來(lái)的一種比較新穎和有效的數(shù)值方法。這個(gè)方法20世紀(jì)50年代起源于航空工程中飛機(jī)結(jié)構(gòu)的矩陣分析。1960年被推廣用來(lái)求解彈性力學(xué)的平面應(yīng)力問(wèn)題。雖然這一方法起源于結(jié)構(gòu)分析，但是，由于它所依據(jù)的理論的普遍性，已經(jīng)能夠成功地用來(lái)求解其他工程領(lǐng)域中的許多問(wèn)題。數(shù)值模擬技術(shù)在焊接中的應(yīng)用目前，焊接數(shù)值模擬已遍及各個(gè)焊接領(lǐng)域，主要研究?jī)?nèi)容有：（1）焊接熱傳導(dǎo)分析（2）焊接熔池流體動(dòng)力學(xué)（3）電弧物理（4）焊接冶金和焊接接頭組織性能的預(yù)測(cè)（5）焊接應(yīng)力與變形（6）焊接過(guò)程中的氫擴(kuò)散（7）特

5、殊焊接過(guò)程的數(shù)值分析，如電阻點(diǎn)焊、陶瓷金屬連接、激光焊接、摩擦焊接和瞬態(tài)液相焊接等（8）焊接接頭的力學(xué)行為焊接數(shù)值模擬的前景與展望在計(jì)算機(jī)技術(shù)日益發(fā)展的今天，采用數(shù)值方法來(lái)模擬復(fù)雜的焊接現(xiàn)象已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展。數(shù)值模擬技術(shù)已經(jīng)滲入到焊接的各個(gè)領(lǐng)域，取得了可喜的成績(jī)。然而應(yīng)該看到這些研究還是初步的，還有許多深入的研究工作要做。關(guān)鍵是要進(jìn)一步認(rèn)識(shí)焊接模擬技術(shù)的意義和作用，同時(shí)必須正確和真實(shí)地掌握和闡明焊接現(xiàn)象的本質(zhì)，才能建立起準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型。而正確的數(shù)值模擬也有助于對(duì)焊接過(guò)程的進(jìn)一步理解。焊接數(shù)值模擬更重要的作用是優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)，提高焊接接頭的質(zhì)量。因此焊接數(shù)值模

6、擬技術(shù)具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本課題研究的主要內(nèi)容和意義焊接熱源具有局部集中、瞬時(shí)和快速移動(dòng)的特點(diǎn)，易形成在時(shí)間和空間域內(nèi)梯度都很大的不均勻溫度場(chǎng)，而這種不均勻溫度場(chǎng)乃是進(jìn)行焊接力學(xué)分析的基礎(chǔ)。要想準(zhǔn)確預(yù)測(cè)焊接殘余應(yīng)力的分布以及焊縫強(qiáng)度等就必須保證焊接熱循環(huán)的準(zhǔn)確性，就需要建立一個(gè)好的焊接熱源模型，因此，焊接熱源模型的建立是焊接模擬過(guò)程中不容忽視的重要部分。本課題選取Q345為試驗(yàn)材料，采用不同性能的材料分別對(duì)焊接熱源進(jìn)行校驗(yàn)，并對(duì)多道焊截面進(jìn)行建模并進(jìn)行網(wǎng)格劃分。2.有限元計(jì)算原理2.1焊接過(guò)程有限元分析理論2.2焊接過(guò)程有限元分析特點(diǎn)2.3焊接有限元模型的

7、簡(jiǎn)化焊接過(guò)程有限元分析理論有限元法（FiniteElementMethod，F(xiàn)EM），也稱為有限單元法或有限元素法，基本思想是將求解區(qū)域離散為一組有限個(gè)、且按一定方式相互連接在一起的單元的組合體。它是隨著電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)的一種現(xiàn)代計(jì)算方法。利用有限元分析時(shí)，首先將分析物體離散成為許多小單元，其次，給定邊界條件、載荷和材料特性，再求解線性或非線性方程組，得到位移、應(yīng)力、應(yīng)變、內(nèi)力等結(jié)果，最后在計(jì)算機(jī)上，使用圖形技術(shù)顯示計(jì)算結(jié)果。焊接過(guò)程有限元分析的特點(diǎn)(1)模型是三維的，至少在焊接區(qū)域如此，以反映內(nèi)部和表面的不同冷卻條件;(2