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《tig對接焊熱力耦合數(shù)值模擬及其應用研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、TIG對接焊熱力耦合數(shù)值模擬及其應用研究摘要焊接數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展為焊接技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了有力的條件，使焊接技術(shù)正在發(fā)生著由經(jīng)驗到科學、由定性到定量的飛躍。本文就焊接過程熱力耦合數(shù)值模擬及其應用問題，進行了以下幾方面的研究：以無坡口對接鎢極氬弧焊作為焊接工藝條件，通過試驗確定熱源模型；利用焊件上、下表面的溫度場檢測結(jié)果來驗證模擬計算的準確性：分析焊接工藝參數(shù)對焊接溫度場的影晌；應用彈塑性力學理論及有限元方法進行焊接應力場和位移場的數(shù)值模擬；建立了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)值模擬的焊縫偏差模型并應用于焊縫跟蹤?；趯Ω鞣N數(shù)值計算方法和焊接熱源模型的分析，針對實際焊接工藝中的焊縫間隙和焊炬偏離焊縫中心
2、問題更為普遍存在的事實，建立了應用雙橢圓形熱源模型的三維有限元數(shù)值分析模型。主要以焊接電流、焊接速度、焊縫間隙以及焊炬偏離焊縫中心的偏心距四個焊接工藝參數(shù)作為考察變量，選擇低碳鋼作為試驗材料，利用紅外測溫儀測量焊件正面多個測點的熱循環(huán)曲線，以此來修正雙橢圓分布熱源模型參數(shù)，將有限元解同實驗結(jié)果進行了比較，兩者基本吻合，表明了該分析模型的有效性。在數(shù)值計算中，考慮了材料熱物性、彈性模量和屈服應力等物理和力學性能依賴于溫度變化的非線-陛問題，同時提出了熔化潛熱問題的處理方法。在試驗研究中，為了減少試驗次數(shù)，采用了正交設(shè)計方案。以測量點熱循環(huán)中的峰值溫度為代表，并結(jié)合正交試驗理論，分析了上述四個
3、工藝參數(shù)對于溫度場的影響次序，結(jié)果表明焊炬偏心距對焊接溫度場的影響很大，而這一點，是以往的溫度場數(shù)值研究中所忽視的，需要引起注意。以三維溫度場有限元數(shù)值解為基礎(chǔ)，應用熱彈塑性有限元方法，得到了不同時刻熱應力場的演化歷史和位移場的分布，分析了焊接電流、焊接速度和焊炬偏心距等工藝參數(shù)對應力場和位移場的影響，為焊接殘余應力和變形的進一步研究打下了良好的基礎(chǔ)。焊接溫度場的實時檢測為實現(xiàn)焊接過程的動態(tài)監(jiān)測和進一步的焊接質(zhì)量控制提供了基礎(chǔ)。為了保證焊接質(zhì)量，動態(tài)跟蹤焊炬的位置是相當重要的。利用背面溫度場滯后信息，通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立了焊炬偏心距與多組工藝參數(shù)之間的智能模型，探討了用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
4、來表征輸入輸出量間定量關(guān)系的方法和效果。試驗和數(shù)值模擬結(jié)果表明了背面等溫線寬度可以反映熔透信息。關(guān)鍵詞：焊接溫度場，熱彈塑性有限元，熱源模型，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，焊接工藝參數(shù)，智能控制$本論文得到：江西省自然科學基金項目資助(批準號：0050023)江西省主要學科跨世紀學術(shù)和技術(shù)帶頭人培養(yǎng)項目的資助ResearchontheThermo—mechanicalCoupledNumericalSimulationandApplicationinTIGButtWeldingAbstractThedevelopmentofnumericalsimulationmethodsprovidesthepowe
5、rfulconditionfortheprogressoftheweldingtechnology,andresultsinaleapfromexperiencetoscienceandfromqualitativeanalysistoquantitativeanalysisintheweldingtechnologydevelopment．Inthisthesis，theinvestigationofthethermodynamiccouplenumericalsimulationanditsapplicationinvolves(1)determinationofheatsourcem
6、odelbyexperimentwithnon—grooveTIGbuttweldingprocesscondition；(2)verificationofthemodelbytheexaminedresultsoftemperaturefieldattheupperandlowersurfaceofthespecimens；(3)analysis0ntheinfluenceoftheweldingprocessparametersontheweldingtemperaturefield；(4)numericalsimulationoftheweldingstressfieldanddis
7、placementfieldbythethermo—elastoplastictheoryandfiniteelementmethod(FEM)；(5)establishmentoftheseamdeviationmodelanditsapplicationtotheseanltrackingbased0ntheartificialneuralnetworkandnumericalsimulation．Basedonth
