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畢業(yè)設計-厚板多道焊的焊接熱源校核-資料下載頁

2024-12-03 19:44本頁面

【導讀】由于焊接方法經(jīng)濟、靈活,能簡化結構的構造細節(jié),節(jié)約材料,提高生。產(chǎn)效率,改善工人勞動條件。因此,目前,船舶、機車、車輛、橋梁、鍋爐等工業(yè)產(chǎn)品,設計制造出性能良好、經(jīng)濟指標高的焊接結構。歷史上許多焊接結構失效的事例追其根源,多數(shù)與未考慮焊接結構的特點有關。接作為現(xiàn)代制造業(yè)必不可少的工藝,在材料加工領域一直占有重要地位。涉及到電弧物理、傳熱、冶金和力學的復雜過程。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、焊接應力和變形等。焊接過程產(chǎn)生的焊接應力

  

【正文】 (42) 式中 : a, b, c 為半軸長 雙橢球型熱源模型 : 在用橢球形熱源分布函數(shù)計算時 , 人們發(fā)現(xiàn)在橢球前半部分溫度梯度不像實際中那樣陡變 , 而橢球的后半部分溫度梯度分布較緩。為克服這個缺點 , 提出了雙橢球形熱源模型 , 如圖所示。這種模型將前半部分作為一個 1/4 橢球 , 后半部分作為另一個1/4 橢球。設前半部分橢球能量分數(shù)為 f 1, 后半部分橢球能量分數(shù) f 2, 且 f 1+ f 2= 2。 圖 41 雙橢球體熱源模型 前 1/4橢球的功率密度函數(shù)為: 22 22 2 23 ( ( ) ) 3 332 263( , , , ) v t y zf a a cfq x y z tac???? ? ? ? ??? (43) 后 1/4橢球的功率密度函數(shù)為: 大連交通大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 25 2 2 22223 ( ( ) ) 3 3( 2 )32 263( , , , ) 2 vt y zar acfq x y z t ac ??? ? ? ? ? ??? (44) 式中, fr+ff =2, ff =2/3, fr =4/3。根據(jù)以上公式可知,熱源中心前面的熱流分布比后面的熱流分布要陡得多,而后面的熱量分布要較前面多。橢球的兩個特征參數(shù) a與 b可以改變熱流強度以及控制體積中的熱流分布,從而決定了焊接熱模擬的熔池形狀, a與 b得取值應當使模擬的熔池形狀和實驗測定的熔池形狀相吻合。 對于埋弧焊形成的焊接溫度場,橢球特征參數(shù) a與 b的取值應當使模擬的熔池形狀和實驗測定的熔池形狀相吻合。對于埋弧焊形成的焊接溫度場,橢球特征參數(shù) a與 b可以分別表示為: a≈W Width , b≈W Depth , c≈W Depth 式中, DepthW 為焊縫深度, widthW 為焊縫寬度。 焊接熱源校核 應用相同的方法 ,調(diào)節(jié)上述公式中的熱源模型參數(shù), 可得到每條焊縫的熱循環(huán)曲線 : 第一道焊縫的 焊接熱源校核如 圖 4圖 4圖 44 所示。 圖 42 第一道焊縫的熱源分布 圖 從圖中得出第一道焊道的焊縫寬度 =,焊道深度 =6mm,由上述公式得出a=,b=,c=6mm。 大連交通大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 26 圖 43 第一道焊縫的 所有節(jié)點的熱循環(huán)曲線 圖 44 第一道焊縫的 平均節(jié)點的熱循環(huán)曲線 大連交通大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 27 從圖 42 中可以看出,當焊接溫度達到最大熔點 1500℃時,第一道焊縫可以完全焊透。 第二 道焊縫的焊接熱源校核如圖 4圖 46 所示。 圖 45 第二 道焊縫的熱源分布 圖 從圖中得出第二道焊道的焊縫寬度 =,焊道深度 =,由上述公式得出a=,b=,c=。 圖 46 第二道焊縫平均節(jié)點的熱循環(huán)曲線 同理可得到其余幾道焊縫的特征參數(shù)如表 41: 大連交通大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 28 表 41 各焊道的特征參數(shù) 參數(shù) 焊道 焊縫深度 (mm) 焊縫寬度 (mm) a (mm) b (mm) c (mm) 第一道焊縫 6 6 第二道焊縫 第三道焊縫 第四道焊縫 4 第五道焊縫 第六道焊縫 5 第七道焊縫 第八道焊縫 第九道焊縫 大連交通大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 29 結 論 本文通過對有限元理論以及數(shù)值模擬理論 ,利用 有限元分析軟件 ABAQUS 對齒輪 箱吊座中 鋼管與吊座的焊接 為例實現(xiàn)了焊接過程的數(shù)值模擬;成功的將不同 焊道 加入到了焊接模擬過程中;同時還分析了各個焊縫的熱源分布及平均節(jié)點的熱循環(huán)曲線。 通過本文的研究,可以得到以下結論: 鋼管與吊座 不同焊道的 焊接 熱源模型,考慮了材料的熱物理性能隨溫度而變化,即材料非線性,模擬了實際焊接過程的焊縫的熱源分布和節(jié)點的熱循環(huán)曲線。 2.本文利用體熱源模型的理論及計算公式,較準確地模擬出焊縫熱源 溫度分布圖及各焊道的平均熱源曲線 。 3. 通過 雙橢球型熱源模型 得到 各焊道的熱源 特征參數(shù) a、 b、 c。 大連交通大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 30 謝 辭 在本論文的完成過程中,我有幸得到了許多人的幫助,在此,向關心、指導和幫助過我的所有老師和同學們致以最誠摯的謝意。 本論文的完成 得益于老師傳授的知識,使本人有了完成論文所要求的知識積累,更得益于 指導教師金成老師 從選題的確定 到 論文初稿與定稿中對字句的斟酌傾注的大量心血,在此對 金成老師 表示感謝! 指導教師 金成 老師在理論知 識方面和試驗研究方面給予我 很多的指導和幫助 。 金 老師 深厚的學術造詣、嚴肅的科學態(tài)度、 嚴謹?shù)闹螌W作風和勤懇的工作態(tài) 度給我留下了深刻的印象。在整個畢業(yè)設計期間, 金 老師一直陪在我們身邊, 及時的給我指點迷津, 幫助我解決一個個難題 , 使我在專業(yè)知識和科研能力上得到了逐步提高 , 同時,也為我以后的工作 、 學習打下了基礎。在此,謹向 金 老師致以由衷的感謝和深深的敬意。 感謝與我并肩作戰(zhàn)的舍友與同學們;感謝關心我支持我的朋友們;感謝學校領導、老師們,感謝你們給予我的幫助與關懷;感謝材料科學與工程學院四年來為我提供的良好學習環(huán)境。 最后,感謝參加論文評審和答辯的各位老師對本文的評閱 。 大連交通大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 31 參考文獻 [1] 黃友謙.數(shù)值試驗 .北京:高等教育出版社, 1989 [2] 江裕釗,辛培清.數(shù)學模型與計算機模擬.成都:成都電子科技大學出版社, 1989 [3] Masubchi K. 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