焊接热过程仿真实验报告

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焊接技术实验报告(共5篇)

焊接技术实验报告(共5篇)

焊接技术实验报告(共5篇)第一篇:焊接技术实验报告1、手工电弧焊常用弧焊设备与使用一、实验名称:手工电弧焊二、实验目的:1.了解手工电弧焊的常用设备、电焊条2.熟悉交流电弧焊机的使用三、工作原理:手工电弧焊是利用焊条与工作间产生的电弧热,将工件和焊条熔化而进行焊接的方法。

四、实验内容:手工电弧焊常用弧焊设备与使用、电焊条五:实验过程1、手弧焊的主要设备有弧焊机,辅助设备是1.焊钳2.焊接电缆3.焊条保温筒4.敲渣锤和钢丝刷5.角向磨光机6.扁铲2、弧焊电源的使用与维护① 注意电网电压、相数与焊机铭牌标示相符;② 接地;③ 电源线和焊接电缆线的导线截面积和长度要合适;④ 焊机摆放位置;⑤ 焊前要仔细检查各部接线是否正确;⑥ 在焊接过程中,不得随意打开机壳顶盖;⑦ 改变焊接接法时应在切断电源的情况下进行;⑧ 防止焊机受潮;⑨ 及时切断焊机电源。

2、手工电弧焊常用工具劳动保护、引弧焊接操作一、实验名称:手工电弧焊二、实验目的:1.了解手工电弧焊劳动操作规程2.熟悉引弧操作方法三、工作原理:手工电弧焊是利用焊条与工作间产生的电弧热,将工件和焊条熔化而进行焊接的方法。

四、实验内容:手工电弧焊常用工具劳动保护、引弧焊接操作五:实验过程1、了解手工电弧焊的安全操作规程;一、预防触电的安全操作技术二、预防电弧光伤害安全操作技术三、防止飞溅金属灼伤和火灾安全技术四、预防爆伤、中毒及其他伤害安全技术2、实践练习手工电弧焊引弧过程;3、焊条类型的选择及焊接规范的正确预置:焊条直径为2.5mm,钢板厚度为4.0mm。

4、变换焊接位置操作,调整焊接规范观察不同焊接规范对焊接成型的影响;5、多批次操作练习手工电弧焊至熟练掌握。

3、气焊原理、气焊设备、操作方法一、实验名称:气焊二、实验目的:1.了解气焊的基本原理和设备2.熟悉气焊的操作方法三、工作原理:将乙炔和氧气在焊炬中混合均匀后,从焊嘴喷出燃烧火焰,将焊件和焊丝熔化,形成熔池,待冷却凝固后形成焊缝连接。

电焊焊接实验报告(2篇)

电焊焊接实验报告(2篇)

电焊焊接实验报告电焊焊接实验报告(2篇)电焊焊接实验报告1实习目的:1、简单了解焊工的工作原理及其工作方式;2、学会正确的焊接,并能正确使用一种焊接工件方式。

原理:1、简介:焊接,就是用热能或者压力,或者两者同时使用,并且用或不用填充材料,将两个工件连接在一起的工作方法。

2、焊接种类:钎焊、氧—乙炔焊、CO2保护焊、氩弧焊、手工电弧焊。

3、安全操作:1)防触电:工作前要检查焊接机接地是否良好;检查焊钳电缆是否良好。

2)防弧光灼伤和烫伤:电弧光含有大量的紫外线和红外线以及强烈的可见光,可对眼睛和皮肤有刺激作用,焊接过的共建不要用手触摸,敲击焊渣时,要用力适当,注意方向。

3)防护用品:电焊面罩、皮手套、胶底鞋。

4)设备的安全,交流的弧焊机。

焊钳不要放在工体上或者工作台上,以免短路烧坏焊机。

工作中,如发现高热现象或焦臭味,立即停止工作,关掉电源,然后报告老师。

4、工艺:1)引弧:接触法。

轻轻接触,迅速提起2-4mm.2)运条:把握好焊条角度,基本上垂直于工件,而向前进放行倾斜5-15度。

前进速度要缓慢,均匀且呈直线状。

3)结尾段弧形,降温,在引弧。

实习内容:一、基本知识:交流电焊机和直流电焊机的大致结构及应用。

(1)电焊条的规格、组成和作用。

(2)手工电弧焊的工作原理、特点、种类及应用范围。

(3)平焊的过程、引弧、运条稳弧的方法。

(4)常见焊缝的缺陷及产生原因。

(5)焊接安全技术。

(6)气焊设备极其应用。

(7)三种不同性质的气焊火焰。

(8)气焊、气割安全技术。

二、基本技能:手工电弧焊引弧。

平焊。

气焊火焰的调节极其应用。

气焊。

气割。

实习结果:焊工老师交给我们的任务是将两根直铁棒平焊到一起。

最后以我们的最终作品来给我们评定实习分数。

铁棒是我们自己去手动切割并加工成的。

因为底气不甚充足,我做了多对铁棒,这样,我就可以拿另外几个作个练习。

最后的结果是差强人意。

离老师所说的初级水平看起来上有一段不小的距离。

事实也难怪,毕竟我们只有一天的实习时间,说白了,还不到六个小时。

关于焊接实验报告

关于焊接实验报告

关于焊接实验报告焊接实验报告引言焊接是一种常见的金属加工方法,广泛应用于工业生产和制造领域。

通过将金属材料加热至熔点并施加压力,使其相互结合,从而实现焊接的目的。

本篇文章将围绕焊接实验进行探讨,包括实验目的、实验步骤、实验结果及分析等内容。

实验目的焊接实验的目的是研究焊接过程中的热传导和金属结构变化,以及不同焊接参数对焊接质量的影响。

通过实验,我们可以了解焊接过程中的热量分布、焊缝的形成和焊接接头的强度等关键因素,为实际应用中的焊接工艺提供参考。

实验步骤1. 准备工作:清洁焊接材料表面,确保无油污和氧化物。

2. 设定焊接参数:根据实验要求,设定合适的焊接电流、电压和焊接速度。

3. 进行焊接:将焊接材料固定在焊接台上,通过焊接电流和电压的控制,进行焊接操作。

4. 观察焊接过程:注意焊接过程中的熔化情况、焊缝的形成和焊接接头的变化。

5. 完成焊接:等待焊接材料冷却,完成焊接实验。

实验结果与分析通过实验,我们获得了焊接接头的外观和焊缝的形貌。

根据实验结果,我们可以分析焊接质量的好坏,并对焊接参数进行调整以获得更好的焊接结果。

1. 外观检查:焊接接头的外观应平整、无气孔和裂纹。

如果出现不良情况,可能是焊接过程中出现了问题,如焊接材料的准备不充分或焊接参数设置不合理。

2. 焊缝形貌:焊缝的形貌可以反映焊接过程中的热传导和金属结构变化。

合理的焊接参数可以使焊缝形成均匀、连续的结构,提高焊接接头的强度。

3. 焊接接头的强度测试:通过拉伸试验等方法,可以评估焊接接头的强度。

焊接接头的强度与焊接过程中的温度分布、焊接材料的选择和焊接参数的控制等因素密切相关。

实验结论通过焊接实验,我们可以得出以下结论:1. 合适的焊接参数对焊接质量至关重要,应根据具体情况进行调整。

2. 焊接过程中的热传导和金属结构变化对焊接接头的质量有重要影响。

3. 外观检查和焊缝形貌可以初步评估焊接质量,但强度测试是最直接的评估方法。

结语焊接实验是研究焊接工艺的重要手段,通过实验可以了解焊接过程中的关键因素和焊接质量的影响。

焊接实训报告(精选12篇)

焊接实训报告(精选12篇)

焊接实训报告焊接实训报告(精选12篇)在当下这个社会中,我们使用报告的情况越来越多,我们在写报告的时候要避免篇幅过长。

那么什么样的报告才是有效的呢?以下是小编为大家收集的焊接实训报告,希望能够帮助到大家。

焊接实训报告 1一、产品介绍该迷你音箱可以作为MP3或笔记本及台式机的功放。

如果从电脑取电,可以从USB,也可以直接从主机中引出12V,现在有些电脑电源带有供液晶显示器用的12V电源接口,更是方便。

如果从USB取电,要注意占用一个独立的USB口,不要和其他USB设备共用。

TDA2822M采用5V供电时的工作电流只有200mA~300mA,只要主板质量合格,不会有什么问题。

本套件制作容易,是提高初学者学习电子技术兴趣的良好套材。

在拿到本套件后,请对照材料清单清点一遍,并用万用表粗略的(因出厂已测量过)测量一下各元件的参数,先检查元件有没有出错,对照装配图安装元件,有没有虚假错焊,只要元件安装无误,一般情况下是能够成功的。

二、课程设计要求制作一个有源音箱,能够连接电脑、手机、mp3、收音机等播放设备,能够精确的调节音量和较好的保真度。

三、课程设计原理通过音频线将MP3、MP4等设备的左、右两路音频信号输入到立体声盘式电位器的输出端,2路音频信号在分别经过R1、C1、R2、C2耦合到功率放大集成电路TDA2822的输入端6、7脚,经过IC(TDA288)内部功率放大后其1.3脚输出经过放大后的音频信号以推动左、右两路扬声器工作。

电路中的发光二级管LED起电源通指示作用。

拨动开关SW可以控制电源的开或关自流电源插座DC起电路可以外接电源的作用。

带为其VOL是用来控制音量的'大小。

根据印刷版的图形标志选择不同器件进行焊接,图形中有的圆表示电容,并且虚线区域表示电容的负极。

注意在GRL三个焊孔中,G 必须接导线的金黄的线,RL可以随意接。

在两空之间用直线连接起来表示器件插入其两个孔内。

四、焊接步骤及注意事项①按元件清单清点所有元件,分类摆放以便于拿取。

焊接实验报告(6篇)

焊接实验报告(6篇)

焊接实验报告(6篇)焊接实验报告(精选6篇)焊接实验报告篇1一、实训目的:主要学习了焊接生产工艺过程、特点和应用;安全操作方法;焊条的组成、作用、规格及牌号表示方法;手工电弧焊的工艺参数对焊缝质量的影响;常用焊接接头形式、其他焊接方法等,金工焊接与钳工实习报告。

二、钳工实习:主要学习了钳工在机械制造维修中的作用;划线、锯割、锉削、錾削、刮研、钻孔、螺纹加工的方法和应用,各种工具、量具的操作和测量方法;钻床的主要结构,传动系统和安全使用方法,了解扩孔、铰孔等方法;三、焊接步骤:1、引弧(接通电源。

把电焊机调至所需的焊接电流,然后把焊条断不与工件接触短路,并立即提起到2~4mm距离,就能使电弧引燃)2、焊条运动本实验焊条沿着焊缝从左向右运动,注意保持一定的角度和焊接速度。

3收弧时要运用焊条进行花圈,并迅速提起……3敲打焊缝,露出焊条的实质材料……注意事项:1注意实习环境的通风2注意用电安全3注意设备的使用安全4使用焊条要预留几厘米钳工-----加工六角螺母四、工艺:六角螺母加工工艺(序号内容工具)序号内容工具1、锯割下φ45_16mm钢尺、锯弓2、锉削锉二端面、尺寸到12mm钢尺、平锉3、划线划六方钢尺、圆规、样冲、鎯头、划针4、锉削锉六方并300角平锉、游标卡尺5、钻孔钻φ8.5府孔,扩φ12孔口麻花钻φ8.5φ12各一支,台钻6、攻丝带攻m10螺纹绞杠、丝锥(m10)四、注意事项:1、锉削时,不能用手摸工作表面,以免打滑受伤,更不能用嘴吹铁屑,以免飞入眼睛受伤。

2、不要擅自使用砂轮机,如要使用,可在老师指导下操作,人要站在侧边,工作必须夹牢,用力不能过猛。

3、钻孔时,严禁戴手套,工件必须夹牢,实习报告《金工焊接与钳工实习报告》。

4、实习时,工具要摆放整齐,实习后要整理好工具、量具、并搞好工作卫生。

五、实训体会:经过为时两周的颠簸和劳碌,我们结束了这学期我们专业十分重点的一个模块:金工实习。

虽然说在离开南校的那一刻身体还是十分的'疲惫,但是心情却是异常的平静,那是一种成大功后的平静,像丰收了累累硕果一样充实而满足。

焊接实训报告范文3篇(范本)

焊接实训报告范文3篇(范本)

焊接实训报告范文3‎篇焊接实训报告范‎文3篇焊接实‎训报告范文篇一:‎经过这将近15‎天的焊接实习,让我‎学到了很多焊接的知‎识。

焊接是通过加热‎、加压,或两者并用‎,使同性或异性材质‎的两工件产生原子间‎结合的加工工艺和联‎接方式。

焊接技术主‎要应用在金属母材上‎,常用的有电弧焊,‎氩弧焊,CO2保护‎焊,氧气-乙炔焊,‎激光焊接,电渣压力‎焊等多种。

金属焊接‎方法有40种以上,‎主要分为熔焊、压焊‎和钎焊三大类。

‎在电焊实习中,我们‎了解了电焊的实质,‎了解了电、气焊设备‎的组成及作用、工具‎的结构、气焊火焰的‎种类、调节方法和应‎用、焊丝与焊剂的作‎用,学会了选用焊条‎的种类和如何操作电‎焊机等。

在实习‎期间,我们按照师傅‎讲的基本操作,慢慢‎练习,逐渐掌握电焊‎要领。

第一天我的眼‎睛就被弧光打伤,晚‎上眼睛刺疼红肿,难‎以睡眠,脖子脸部等‎暴露处微红发痒。

老‎师在实习前讲过要防‎止弧光灼伤和烫伤眼‎睛和皮肤。

工作前要‎检查焊接机接地是否‎良好,检查焊钳电缆‎是否良好,防止触电‎。

焊过的工件更不能‎用手摸,焊钳不要放‎在工体上,防止短路‎烧坏焊机。

‎一、以下是我实‎习记住的几点‎ 1.电焊机二次‎线圈机外壳必须妥善‎接地,其接地电阻不‎超过400‎电焊机要放置在‎易散热的地方,其温‎度不超过70 C,‎电焊机要每台装一个‎电闸;3‎.一次与二次线路必‎须完整,易于辨认,‎其线路绝缘必须良好‎;4.所‎用电焊机手把必须完‎整,有可靠的绝缘,‎必要时另加防护板;‎5.电焊‎工应在电工指导下进‎行维修,更换电路及‎其他零件,不准独自‎动手;6‎.在工作前后检查接‎地是否牢固,工具是‎否完整,排除焊接引‎起燃烧等不安全因素‎;7不要让不戴‎防护面具的人看电弧‎光,清除熔渣铁锈时‎应戴防护眼镜;‎8我初学电焊,平焊‎练习了4天了还是焊‎不直,也不光滑,手‎老是拿不稳。

经过长‎时间练习才发现,实‎际上是进行两种运动‎的,一种是平焊方向‎的直线运动,一种是‎焊条燃烧时我的手往‎前伸的方向,两种方‎向的速度都匀速了,‎就焊的平直光滑了。

焊接、热处理实习(实验)报告

焊接、热处理实习(实验)报告

实习(实验) 报告实习(实验)课程名称:《金工实习》实习(实验)项目名称:焊接、热处理实验室名称:工程教育实训中心开课学期: 20 —20 学年第学期实习(实验)指导教师:学院:专业:班级:学号:实习(实验)成绩:实习(实验)时间:20 年月日5焊接、热处理部分5.1焊接、热处理基础知识一、判断题1.低碳钢的焊接缺陷主要是气孔而不是裂纹。

()2.可以用车间内的金属结构、管道和行车轨道等搭连起来,作为焊机的二次导线使用。

()3.焊机允许在两端短路的情况下进行启动。

()4.焊接过程中,在电弧不熄灭的情况下,允许焊工调节焊接电流。

()5.当低碳钢的厚度超过了规定的范围,焊前需要预热时,则一般的预热温度为80~150℃。

()6.焊接耐热钢时要保证焊缝金属化学成分,否则将使焊接接头的持久强度和塑性降低,或高温时焊缝过早氧化。

()7.钢的最高淬火硬度,主要取决于钢的含碳量而合金元素对淬硬性、硬度影响不大。

()8.去应力退火温度一般在A1线以下(500-600。

C)进行,退火过程不发生组织变化。

()9.调制处理工艺为淬火后进行高温回火,得到具有良好的综合性能的索氏体组织。

()10.调制处理前都应该进行粗加工,并且保留一定的加工余量,精加工以后的表面硬度可以不保证调制处理要求的硬度范围。

()二、选择题1.焊接接头魏氏组织,主要表现在______的焊接热影响区的过热段。

A.低温钢B.耐热钢C.低合金钢D.不锈钢2.焊接过程中,必须对焊件施加压力,加热或不加热完成的焊接方法叫__________。

A.熔焊B.压焊C.钎焊3.气焊工或气割工在使用氧气瓶或减压表时严禁用_____,防止发生爆炸事故。

A.带有没脂的手套去操作 B. 洁净、干燥的电焊手套去操作C.线手套去操作D.赤手操作4.钢中含碳量_____是中碳钢。

A.≤0.25% B. 0.25%~0.60% C.>0.6%5. 低合金高强度钢焊接时最易出现的焊接裂纹是______。

焊接工艺虚拟仿真

焊接工艺虚拟仿真

一、焊接模型热源的选择焊接是一个涉及多学科的复杂的物理—化学过程,单凭积累工艺试验数据来深入了解和控制焊接过程则既不切实际又成本昂贵和费时费力。

随着计算机技术的发展,通过计算机软件来模拟焊接过程以获得焊接过程已成为解决现代工程学问题必不可少的有力工具。

采用ANSYS 进行焊接温度场的模拟时,需要解决的问题之一就是热源加载形式和热源分布函数的确定,对于CO2气体保护焊,可不考虑电弧吹力和熔池流体传热特征,采用高斯分布的表面热源就可得到较满意的结果。

有关实验研究表明,高斯热源模型能够表征焊接电弧的,热流分布特征。

高斯热源模型如图所示。

图中,o 为热源中心,dH 为焊接电弧有效加热直径。

高斯热源模型的热流密度公式为q = qmax exp (-cr2),式中:q 为热源有效加热范围内半径为r 处的表面热流;qmax 为热源加热斑点中心的最大热流;c 为热源集中系数,是与焊接方法相关的常数。

二、温度场计算1.材料热物理性能参数焊接温度场中,材料热物性能都是温度的非线性函数,Q235 在各温度下的热物理性能参数如下表所示:2、焊接温度场结果分析(1).焊接工艺参数考虑中薄板平板对焊条件下,不同线能量对焊接温度场的影响,计算时焊接参数为:焊接热效率η=0.8,电弧电压U=20V,I=110A,;电弧有效加热半径 r=8mm,焊接速度v=4mm/s;初始温度T0=20℃。

由于线能量 E =η×U×I/v,计算得到线能量如下:E1=η×U×I/v=0.8×110×20/4=4.40×104KJ/cm(2).温度场分析温度场的数值模拟是残余应力场数值模拟的前提,温度场对残余应力和残余变形影响极大。

图3给出了焊接某瞬时t=10s 时焊件的温度场分布云图。

图 4 为焊接结束冷却 1000s 时焊件的温度场分布云图,由图 4 可知,焊件角落边缘区域冷速最快,中心冷却较慢。

焊接实训报告范文3篇(完整版)

焊接实训报告范文3篇(完整版)

焊接实训报告范文3篇焊接实训报告范文3篇焊接实训报告范文篇一:经过这将近15天的焊接实习,让我学到了很多焊接的知识。

焊接是通过加热、加压,或两者并用,使同性或异性材质的两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。

焊接技术主要应用在金属母材上,常用的有电弧焊,氩弧焊,CO2保护焊,氧气-乙炔焊,激光焊接,电渣压力焊等多种。

金属焊接方法有40种以上,主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。

在电焊实习中,我们了解了电焊的实质,了解了电、气焊设备的组成及作用、工具的结构、气焊火焰的种类、调节方法和应用、焊丝与焊剂的作用,学会了选用焊条的种类和如何操作电焊机等。

在实习期间,我们按照师傅讲的基本操作,慢慢练习,逐渐掌握电焊要领。

第一天我的眼睛就被弧光打伤,晚上眼睛刺疼红肿,难以睡眠,脖子脸部等暴露处微红发痒。

老师在实习前讲过要防止弧光灼伤和烫伤眼睛和皮肤。

工作前要检查焊接机接地是否良好,检查焊钳电缆是否良好,防止触电。

焊过的工件更不能用手摸,焊钳不要放在工体上,防止短路烧坏焊机。

一、以下是我实习记住的几点1.电焊机二次线圈机外壳必须妥善接地,其接地电阻不超过400电焊机要放置在易散热的地方,其温度不超过70 C,电焊机要每台装一个电闸;3.一次与二次线路必须完整,易于辨认,其线路绝缘必须良好;4.所用电焊机手把必须完整,有可靠的绝缘,必要时另加防护板;5.电焊工应在电工指导下进行维修,更换电路及其他零件,不准独自动手;6.在工作前后检查接地是否牢固,工具是否完整,排除焊接引起燃烧等不安全因素;7不要让不戴防护面具的人看电弧光,清除熔渣铁锈时应戴防护眼镜;8我初学电焊,平焊练习了4天了还是焊不直,也不光滑,手老是拿不稳。

经过长时间练习才发现,实际上是进行两种运动的,一种是平焊方向的直线运动,一种是焊条燃烧时我的手往前伸的方向,两种方向的速度都匀速了,就焊的平直光滑了。

10.在现场低温条件下焊接、焊接厚度或刚性较大的焊缝时,采取的措施火焰加热焊前预热方法。

焊接实训报告4篇

焊接实训报告4篇

焊接实训报告焊接实训报告4篇在现在社会,大家逐渐认识到报告的重要性,报告根据用途的不同也有着不同的类型。

相信很多朋友都对写报告感到非常苦恼吧,下面是小编精心整理的焊接实训报告,希望对大家有所帮助。

焊接实训报告1一、焊接实训的目的焊接实训是起重运输机械设计与制造专业的一门重要的实践性课程。

通过实训,不仅可以提高学生的实践操作技能,还可以考取初、中级焊工职业资格证书,为今后的学习和工作打下良好的基础。

通过焊接实训,使学生学习和掌握常用焊接种类和方法;掌握起重机械产品常用钢材的焊接方法;熟悉常用的焊接设备;了解和熟悉起重机主梁、端梁、小车架的焊接工艺,以及在焊接过程处理焊接变形的一些方法和措施;培养学生树立理论联系实际的工作作风,以及在生产现场中将所学理论知识加以验证、深化、巩固和充实,并培养学生进行调查、研究、分析和解决工程实际问题的能力。

二、焊接方法的基础知识主要采用电弧焊,包括手工电弧焊、自动或半自动埋弧焊、气体保护焊。

1、手工电弧焊手工电弧焊是很常用的一种焊接方法。

打火引弧---电弧周围的金属液化(溶池)—焊条熔化—滴入溶池—与焊件的熔融金属结和冷却即形成焊缝。

优点:方便,特别在高空和野外作业;缺点:质量波动大,要求焊工等级高,劳动强度大,效率低。

焊条应与焊件钢材相适应(等强度要求)。

Q235—E43××焊条;Q345—E50××焊条;Q390(Q420)—E55××焊条。

E——焊条;型号由四部分组成E×× ××前两位数——焊缝金属最小抗拉强度(43kg/mm2);后两位数——焊接位置、电流及药皮类型。

不同钢种的钢材相焊接时,宜采用与低强度钢材相适应的.焊条。

2、埋弧焊(自动或半自动)埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧的一种电弧焊方法。

焊丝送进和电弧沿焊接方向移动有专门机构控制完成的称“埋弧自动电弧焊” ;焊丝送进有专门机构,而电弧沿焊接方向的移动由手工操作完成的称“埋弧半自动电弧焊”。

焊接仿真综述报告范文

焊接仿真综述报告范文

焊接仿真综述报告范文摘要:随着现代制造业的发展,焊接工艺在各个行业中的应用越来越广泛。

焊接仿真技术作为一种重要工具,在提高焊接质量、减少生产成本、缩短产品开发周期方面发挥着重要作用。

本文通过对焊接仿真技术的整理和综述,介绍了焊接仿真技术的研究现状、发展趋势以及在焊接过程中的应用。

1. 引言焊接是一种重要的金属连接工艺,广泛应用于汽车制造、航空航天、石化等工业领域。

传统的焊接工艺发展过程中,靠经验积累和试错法来提高焊接质量,这种方法存在着生产周期长、成本高、质量无法保证等问题。

随着计算机技术和仿真技术的不断发展,焊接仿真技术逐渐成为改进焊接工艺质量、减少试验成本、提高生产效率的重要手段。

2. 焊接仿真技术的研究现状随着焊接工艺需求的增加,焊接仿真技术的研究也逐渐展开。

现有的焊接仿真技术主要包括热力学模拟、力学模拟和流体模拟等。

热力学模拟主要研究焊接过程中的温度分布、热量输入和过程变形等;力学模拟主要研究焊接接头的应力和变形等;流体模拟主要研究焊接熔池的流动情况和焊缝形成过程等。

这些模拟方法可以帮助研究人员更好地理解焊接过程中的物理现象,为改进焊接工艺提供依据。

3. 焊接仿真技术的发展趋势随着计算机处理能力的提升和数值模拟算法的改进,焊接仿真技术呈现出以下几个发展趋势:3.1. 多物理场耦合模拟焊接过程是一个复杂的多物理场耦合问题,包括热流场、电磁场、应力场等。

未来的焊接仿真技术应该将多个物理场耦合起来进行模拟,以更真实地模拟焊接过程中的相互作用。

3.2. 高性能计算平台的应用焊接仿真需要进行大规模的计算和数据处理,传统的计算设备已经无法满足需求。

未来的焊接仿真技术应该借助高性能计算平台,以加快仿真速度和提高计算效率。

3.3. 数据驱动的仿真模型传统的仿真模型主要基于物理方程和数学模型,存在着预设条件和假设。

未来的焊接仿真技术应该更加注重数据驱动的模型,以提高仿真结果的准确性和可靠性。

4. 焊接仿真技术的应用焊接仿真技术在焊接工艺中有着广泛的应用。

基于某ANSYS的焊接过程模拟分析报告(含命令流)

基于某ANSYS的焊接过程模拟分析报告(含命令流)

基于ANSYS的某焊件两焊缝在顺序焊接过程中分析(含命令流)目录一、前言 (3)二、基本方法 (3)三、条件 (3)四、物理性能表 (3)五、基本数据 (4)六、分析结果 (4)七、附录: (4)一、前言本文是对一焊件两个焊缝的凝固过程的温度场进行分析,焊缝及两钢板的材料为钢。

二、基本方法使用有限元分析方法并且使用ANSYS分析软件。

采用三维八节点热分析SOLID70单元,利用生死单元技术,对两个焊缝连续凝固的过程进行分析,本分析分6步进行,首先杀死一个焊缝的所有单元,进行稳态分析,得到温度的初始条件;进行瞬态分析,分析右焊缝的液固相变的转换过程;进行瞬态分析,分析右焊缝的凝固过程;激活焊缝的所有单元,进行短时间的瞬态分析,得到温度初始条件;进行瞬态分析,分析左焊缝的液固相变的转换过程;进行瞬态分析,分析左焊缝的凝固过程。

分析时,采用英制单位。

三、条件初始条件:焊接件的温度为70℉,焊缝的温度为3000℉。

对流边界条件:对流系数0.00005 Btu/(s·in2·℉),空气温度70℉。

四、物理性能表五、基本数据底板尺寸:2in×1.2in×0.34in上板尺寸:1in×1.2in×0.34in焊角尺寸:R=0.17in六、分析结果根据以上的有限元模型,完成对焊件的稳态分析,焊缝相变分析,焊缝凝固分析后,得到温度分布图,见附录。

七、附录:分析模型:网格化分:温度分布图(1s):温度分布图(2s):温度分布图(100s):温度分布图(1000s):温度分布图(1001s):温度分布图(1100s):温度分布图(2000s):焊接过程中温度随时间变化曲线图:命令流:FINISH/FILNAME,QMH/PREP7ET,1,SOLID70MP,KXX,1,.5e-3MP,C,1,.2MP,DENS,1,.2833MPTEMP,1,0,2643,2750,2875,3000 MPDATA,ENTH,1,1,0,128.1,163.8,174.2,184.6 MP,KXX,2,.5e-3MP,C,2,.2MP,DENS,2,.2833MP,KXX,3,.5e-3MP,C,3,.2MP,DENS,3,.2833MPTEMP,1,0,2643,2750,2875,3000 MPDATA,ENTH,3,1,0,128.1,163.8,174.2,184.6 BLOCK,-0.17,0.17,0,0.34,0,1.2BLOCK,0.17,0.34,0,0.34,0,1.2BLOCK,0.34,1,0,0.34,0,1.2BLOCK,-0.17,0.17,0.34,0.51,0,1.2 BLOCK,-0.17,0.17,0.51,1.34,0,1.2 WPAVE,0.17,0.34,0CYLIND,0.17,0,0,1.2,0,90WPAVE,0,0,0CSYS,0FLST,3,3,6,ORDE,3FITEM,3,2FITEM,3,-3FITEM,3,6VSYMM,X,P51X,,,,0,0VGLUE,ALLVPLOT,ALL VATT,1,1,1 VSEL,S,,,1 VSEL,A,,,12,17,1 VATT,2,1,1 VSEL,S,,,11 VATT,3,1,1 ALLSEL,ALL ESIZE,0.05 VSWEEP,ALL ESEL,S,MAT,,3 TOFFST,460 EKILL,ALL ALLSEL,ALL/SOLU ANTYPE,TRANS TIMINT,OFF ESEL,S,MAT,,1 NSLED,ALL,TEMP,3000 NSEL,INVED,ALL,TEMP,70KBC,0ALLSEL,ALLSOLVEDDELE,ALL,TEMP TIMINT,ON TINTP,,,,1TIME,100 DELTIME,1,0.5,10 AUTOTS,ONKBC,1OUTRES,ERASE OUTRES,ALL,ALL ASEL,S,EXTASEL,S,EXTASEL,U,LOC,Y,0 SFA,ALL,,CONV,5E-5,70 ALLSEL,ALLSOLVETIME,1000 DELTIME,50,10,100 AUTOTS,ONEALIVE,ALL ALLSEL,ALL ESEL,S,MAT,,3 NSLED,ALL,TEMP,3000 TIME,1001 DELTIME,1,1,1 ALLSEL,ALL SOLVEDDELE,ALL,TEMP TIME,1100 DELTIME,1,0.5,10 SOLVETIME,2000 DELTIME,100,10,200 SOLVE/POST1 SET,,,,,,,1 PLNSOL,TEMP,,0 SET,,,,,,,25 PLNSOL,TEMP,,0PLNSOL,TEMP,,0SET,NEXTPLNSOL,TEMP,,0 SET,,,,,,,58PLNSOL,TEMP,,0 SET,,,,,,,64PLNSOL,TEMP,,0/POST26NSOL,2,4727,TEMP,,TEMP_2 STORE,MERGENSOL,3,4752,TEMP,,TEMP_3 STORE,MERGENSOL,4,4808,TEMP,,TEMP_4 STORE,MERGENSOL,5,4833,TEMP,,TEMP_5 STORE,MERGENSOL,6,4883,TEMP,,TEMP_6 STORE,MERGENSOL,7,4908,TEMP,,TEMP_7 STORE,MERGENSOL,8,5088,TEMP,,TEMP_8STORE,MERGENSOL,9,5308,TEMP,,TEMP_9 STORE,MERGE/AXLAB,X,TIME/AXLAB,Y,TEMPERATURE /XRANGE,0,2000 PLVAR,2,3,4,5,6,7,8,9/EXIT,NOSAV。

焊接工艺中的焊接过程仿真与模拟

焊接工艺中的焊接过程仿真与模拟

焊接工艺中的焊接过程仿真与模拟焊接是一种常见的金属连接工艺,广泛应用于各个领域。

在现代工业中,焊接的质量和效率对产品的性能和生产成本都有着重要的影响。

为了提高焊接工艺的可靠性和效果,焊接过程仿真与模拟被广泛应用于焊接工艺的优化与改进中。

本文将探讨焊接过程仿真与模拟的意义、方法和应用领域。

一、焊接过程仿真与模拟的意义焊接过程仿真与模拟是通过使用计算机软件,在虚拟环境中模拟真实的焊接工艺,通过数值计算和仿真可以准确地分析焊接过程中的物理现象和工艺参数对焊接结果的影响。

这对于优化焊接工艺、减少试验成本和提高产品品质具有重要意义。

首先,焊接过程仿真与模拟可以为焊接工艺的优化提供有力的支持。

通过虚拟仿真实验,可以快速准确地评估不同焊接参数的影响,并进行优化设计。

这有助于减少试验成本和提高焊接质量。

其次,焊接过程仿真与模拟可以预测焊接过程中的应力、变形和裂纹等缺陷,帮助工程师及时调整焊接参数,防止产品在使用过程中出现故障,提高焊接可靠性。

最后,焊接过程仿真与模拟可以加强焊接知识的传播和培训。

通过虚拟仿真实验,可以向焊接工艺学习者展示焊接过程中的物理现象和工艺参数的变化规律,提高学习效果和培训质量。

二、焊接过程仿真与模拟的方法焊接过程仿真与模拟的方法多种多样,可以从宏观角度和微观角度进行模拟。

宏观角度的仿真主要是基于焊接过程的热力学和流体力学原理,通过有限元法等数值计算方法,模拟焊接过程中的温度场、应力场和变形场等物理现象。

这种方法适用于焊接结构的整体性能评估和优化设计。

微观角度的仿真主要是基于材料的变形和塑性流动原理,通过分子动力学模拟和有限元分析等方法,模拟焊接过程中金属原子、晶体结构和位错等微观变化。

这种方法适用于焊接接头的细观组织演变分析和缺陷预测。

此外,还可以利用计算流体动力学方法模拟焊接熔池的流动和传热过程,以及应用数据挖掘和机器学习方法,通过大量实验数据进行建模和预测。

三、焊接过程仿真与模拟的应用领域焊接过程仿真与模拟在工业界的应用领域非常广泛。

焊接实训报告(五篇范例)

焊接实训报告(五篇范例)

焊接实训报告(五篇范例)第一篇:焊接实训报告手工电弧焊实习报告一、实习目的:焊条电弧焊实训是学生全面学习焊条电弧操作技能的一次重要实习环节,通过本环节的实习使学生获得焊接生产经验,培养理论联系实际的工作作风,充分掌握焊条电弧焊的操作技能,为取得中级焊工资格证打下基础。

二、实习基本要求(一)实习教学的主要任务通过本环节的实习是学生了解焊条电弧焊的特点、适用范围,掌握焊条电弧焊的操作技术,具备根据图纸正确选用焊接规范参数的能力。

(二)实习教学的基本要求1、掌握焊条电弧焊平对接焊的基本操作技能,能熟练进行碳钢的不开坡口平对接焊、开坡口平对接焊和熔透焊道焊接法(单面焊双面成形)的操作。

2、掌握焊条电弧焊平角焊的基本操作技能,能进行碳钢的角接接头、T字接头和搭接接头的基本操作。

3、掌握焊条电弧焊立焊和横焊的基本操作技能,能进行碳钢的立焊和横焊的基本操作。

4、掌握焊条电弧焊管子焊接的基本操作技能,能熟练进行碳钢的水平管、垂直管、管板焊的基本操作。

5、掌握初级技术等级典型产品的加工基础知识,能初步进行初级技术等级典型产品的焊接基本操作。

6、熟悉焊接的有关设备,熟悉焊接材料及选用。

7、初步掌握焊条焊接法、氧乙炔气焊、氩弧焊、二氧化碳气体保护焊等焊接方法。

8、初步掌握气焊、手工焊工艺设计、焊接结构工艺设计。

三、实习地点:三号教学楼焊接实训室。

四、实习时间:2011年12月4日至2011年12月18日。

五、实习内容:焊接理论知识的培养及实际操作焊条焊接法、手工电弧焊、二氧化碳气体保护焊。

六、实习工具:直流焊机、电焊面罩、电焊手套、工服、鉄钳、粉笔、低碳钢钢板块等。

七、实习设备:直流电焊机(包括焊枪、电缆线)。

实习一平焊1.实习名称:平焊2.实习地点:三号教学楼焊接实训室3.实习时间:2011-12-44.实习目的:掌握焊条焊接法基本操作技能,掌握焊接过程中如何合理地选择电流电压,如何控制焊枪。

5.实习工具及材料直流焊机、低碳钢板若干块、焊条直径Ф2.5 mm、电焊面罩、电焊手套、实训服、锤子等6.平焊操作过程与要领:6.1.矫正工件,防止焊口错边。

焊接温度场模拟试验试验

焊接温度场模拟试验试验

焊接结构实验报告学生姓名:学生学号:专业班级:材成124班指导教师:朱政强实验评分:实验一有限元法模拟焊接【试验目的】(1)了解有限元法的基本原理(2)熟悉ANSYS有限元模拟软件的基本操作(3)掌握利用ANSYS进行焊接温度场模拟的基本过程[实验原理]有限元法是适应使用计算机而发展起来的一种有效的数值方法。

它是将连续的物体离散化,分解为有限个单元组成的模型,即进行网格划分,进而对离散化模型求数值解。

本实验利用有限元软件ANSYS 模拟焊接温度场,基本过程如图所示;【实验设备及材料】(1)有限元软件ANSYS一套(2)计算工作站【实验内容及步骤】模拟的焊件是在200mmX200mmX2mm的Q345平板中间直接用电弧加热进行焊接,保证熔透。

ANSYS有限元分析可采用用户界面和APDL语言两种方式,APDL语言更加灵活简便,通过修改命令流中部分参数可实现参数化建模不同结构、不同材料的情况进行模拟。

本实验前处理和求解计算部分采用APDL语言,后处理阶段可采用界面操作。

一.前处理前处理阶段主要包括建立几何模型、设置材料属性和划分网格。

其中设置比热、导热系数、换热系数等热物理性能随温度变化的值对计算十分重要。

Q345钢的密度为7850kg/m3,其他随温度变化的具体数值列于表下;Q345材料的材料性能参数计算中选用solid70单元,(SOLID70具有三个方向的热传导能力。

该单元有8个节点且每个节点上只有一个温度自由度,可以用于三维静态或瞬态的热分析。

该单元能实现匀速热流的传递。

假如模型包括实体传递结构单元,那么也可以进行结构分析,此单元能够用等效的结构单元代替(如SOLID45单元)该单元存在一个选项,即允许完成实现流体流经多孔介质的非线性静态分析。

选择了该选项后,单元的热参数将被转换成相类似的流体流动参数,例如温度自由度将变为等效的压力自由度。

)采用映射网格划分即划分单元为六面体单元。

焊缝和热影响区网格较密,约为2mm,远离焊缝区网格相对稀疏,划分网格后共有12000个单元,16564个节点。

焊接热循环实验报告

焊接热循环实验报告

焊接热循环实验报告1. 引言焊接热循环是一种用来模拟焊接工艺中材料受热和冷却的情况的实验方法。

通过对焊接接头进行热循环实验,可以评估焊接接头在受热和冷却过程中的变形、残余应力和疲劳行为。

本实验旨在研究焊接接头的热循环效应,并对接头性能进行评估。

2. 实验目的1. 了解焊接热循环对焊接接头的影响;2. 研究焊接接头在热循环过程中的变形和残余应力情况;3. 分析接头在热循环过程中的疲劳行为。

3. 实验装置本次实验所用的焊接热循环装置主要包括:- 焊接机- 加热系统- 冷却系统- 温度控制仪4. 实验步骤1. 准备实验样品:选取代表性的焊接接头样品,确保其表面光洁度和尺寸精确度;2. 按照预先设计的热循环曲线,设置温度控制仪参数;3. 将焊接接头安装在焊接机上,并将温度控制仪与加热系统、冷却系统连接;4. 打开电源,开始进行焊接热循环实验;5. 实时记录接头表面温度、变形量和残余应力;6. 根据实验数据分析接头的热循环效应和疲劳行为。

5. 实验结果与分析根据实验记录的数据,我们可以得出以下结论:1. 焊接接头在受热过程中发生了热胀冷缩现象,导致接头发生变形;2. 接头在受热和冷却过程中产生了残余应力,这些应力可能对接头的机械性能产生影响;3. 随着热循环次数的增加,接头发生裂纹和断裂的风险逐渐增加。

基于以上分析,我们可以得出一些建议:1. 加强焊接接头的预处理工作,确保接头表面光洁度和尺寸精确度;2. 优化焊接工艺参数,减少焊接接头的变形;3. 定期检测焊接接头的残余应力,并进行必要的处理;4. 控制热循环次数,避免超过接头的耐久限度,以减少疲劳断裂的风险。

6. 实验结论通过本次实验,我们对焊接热循环的影响以及焊接接头的疲劳行为有了更深入的认识。

实验结果表明,在焊接过程中,焊接接头会受到热胀冷缩的影响,容易发生变形和残余应力。

随着热循环次数的增加,接头的疲劳风险也会逐渐增加。

因此,在实际焊接工艺中,应该注意控制焊接接头的热循环次数,避免超过接头的耐久限度。

焊接热过程仿真实验报告

焊接热过程仿真实验报告

焊接热过程仿真实验一、实验目的1、通过实验加强对瞬时点热源焊接温度场和焊接热循环的概念、影响因素、解析解和数值解的特点等的感性认识。

2、Matlab,Ansys软件的使用。

二、实验内容1、使用Matlab计算绘制瞬时点热源焊接温度分布曲线。

2、使用Aansys软件对瞬时点热源焊接温度场进行仿真计算,观察温度分布云图,绘制指定点的焊接热循环曲线,对瞬时点热源焊接温度场的影响因素进行定量定性的探讨。

三、实验步骤1、使用Matlab计算绘制瞬时点热源焊接温度分布曲线。

(1)启动Matlab软件;(2)打开新文件(3)编写程序源程序如下:%Instant point heatr= -4:.01:4;Q=3600;lan=0.4;c=0.65;p=7.8;cp=c*p;a=lan/cpfor t=1:1:10temp =2*Q/cp/(4*pi*a*t)^1.5*exp(-r.^2 /4/a/t);plot(r,temp)hold onendylabel('温度(C)')xlabel('距离r (cm)')grid on(4)运行程序(5)记录指定时间的温度,绘制温度分布曲线。

实验结果图如下:2、使用Aansys软件对瞬时点热源焊接温度场进行仿真计算。

ANSYS软件采用有限元方法进行稳态、瞬态热分析,计算各种热载荷引起的温度、热梯度、热流率、热流密度等参数。

这些热载荷包括:对流,辐射,热流率,热流密度(单位面积热流),热生成率(单位体积热流),固定温度的边界条件。

采用ANSYS软件进行热过程分析可以用菜单交互操作和编程两种方式。

由于本次实验仅有两学时,学生又无该软件的使用经验,所以主要以程序调试为主,将重点放在参数影响因素的探讨。

(1)使用文本文件编辑器编写程序(2)以.mac为扩展名存盘(3)运行Ansys软件(4) 设置文件夹到程序所在文件夹(4)运行程序源程序及各步骤所得结果图如下:! 步骤1:项目设置FINISH/CLEAR/FILNAME, Point heating!Give the analysis a title/TITLE,Point Heat! 步骤2:设置单元、材料特性参数/UNITS,SIET,1,SOLID70 !单元类型选择MP,DENS,1,7800 !密度MP,KXX,1,40 !导热系数MP,C,1,650 !比热容!MPTEMP,1,0,227,727,1727,2727!MPDATA,KXX,1,1,83.5,61.5,32.5,42.5,46 !MPDATA,C,1,1,430,540,980,847,400!MPTEMP,1,0,1533,1595,1670!MPDATA,ENTH,1,1,0,7.5E9,9.6E9,1.05E10!步骤3:建模a=0.05 !模型边长an=5 !边长上的单元数b=0.01 !网格密集区边长bn=10 !网格密集区边长上的单元数block,0,b,0,b,0,b !建模block,0,a,0,a,0,avovlap,all/pnum,volu,1!步骤4:网格划分vsel,s,loc,z,0,bvatt,1,,1,0mshkey,1LESIZE,11, , ,bn, , , , ,1 LESIZE,6, , ,bn, , , , ,1LESIZE,7, , ,bn, , , , ,1vmesh,allvsel,invevatt,1,,1,0esize,a/ansmrtsize,6mshape,1,3dmshkey,0vmesh,allvsel,all/VIEW,1,0.5,-1,0.5/TRIAD,OFF !Turn triad symbol off/REPLOT!步骤5:求解/SOLUANTYPE,TRANSIENT,NEWTRNOPT,FULLLUMPM,ONTOFFST,273TUNIF,20 ! 工件初始温度。

【精品】焊接成形过程中热循环测定试验最终

【精品】焊接成形过程中热循环测定试验最终

材料成形工程试验课实验四焊接成形过程中的热循环测定实验一、实验目的1.掌握热电偶法测量焊接接头热循环的方法。

2.认识焊接接头热循环的特征,弄清其与接头组织的对应关系3.深入理解热电偶法测量焊接接头热影响区的热循环,能够验证有限元模型的正确性,从而获得焊缝区的热循环。

4.深刻领会熔化焊焊接过程特点。

二、实验原理熔化焊是焊接技术中的主要焊接方法,广发应用于工业生产中.在熔化焊焊接过程中,在热源的热作用下焊接接头的金属均经历常温状态升温到一定温度后,然后再逐渐冷却到常温的过程.焊接接头经历的热过程决定接头的组织特征,控制接头的力学性能。

弄清接头的热循环特征有助于理解接头的形成过程和形成机理.焊接接头包括焊缝、热影响区以及母材区。

图1表示了焊件横截面上各区域温度的变化情况。

在焊接时各部分和焊缝距离不同而受热不均匀,导致不同位置的点所经历的焊接热循环是不同的(即被加热的最高温度不同),而且焊接后的冷却速度也不同.因此,各部分组织与性能变化也不同。

图1焊接接头各区热循环特征本实验采用预埋热电偶方法测量焊接过程中的热循环.实验材料为低碳钢,热电偶为K型热电偶。

热点偶测温原理为两种不同成分的材质导体组成回路,当两端存在温度梯度时,回路中产生电流,两端产生电动势。

实验中将K型正负极打成节点,节点的其余部分不允许发生接触,否则导致测量失败。

K型热电偶的正极为NiCr合金为绿色,负极为NiSi合金为灰色.NiSi合金有磁性.热电偶只能放在接头的未熔化的区域即热影响区。

热电偶不能放在焊缝区,否则热电偶被热源熔化而无法测温。

测量焊缝温度可用红外线测温。

红外线测温仅能测量熔池表面的温度。

而熔池有一定的高度,如图2所示。

因而,采用红外线的方法无法准确测温。

目前,均采用有限元法建立热源模型,划分网格、带入边界条件,即可获得接头的热循环。

利用有限元软件提取热影响区的热循环。

同时采用热电偶测量接头热影响区的热循环。

将热影响区热电偶测量结果和热影响区模拟结果对比。

焊接温度场仿真和热变形、应力仿真的基本理论和仿真流程

焊接温度场仿真和热变形、应力仿真的基本理论和仿真流程

焊接温度场仿真和热变形、应力仿真的基本理论和仿真流程焊接温度场仿真和热变形、应力仿真的基本理论和仿真流程1 前言焊接作为现代制造业必不可少的工艺,在材料加工领域一直占有重要地位。

焊接是一个涉及到电弧物理、传热、冶金和力学等各学科的复杂过程,其涉及到的传热过程、金属的融化和凝固、冷却时的相变、焊接应力和变形等是企业制造部门和设计人员关心的重点问题。

焊接过程中产生的焊接应力和变形,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。

这些缺陷的产生主要是焊接时不合理的热过程引起的。

由于高能量的集中的瞬时热输入,在焊接过程中和焊后将产生相当大的残余应力和变形,影响结构的加工精度和尺寸的稳定性。

因此对于焊接温度场合应力场的定量分析、预测有重要意义。

传统的焊接温度场和应力测试依赖于设计人员的经验或基于统计基础的半经验公式,但此类方法带有明显的局限性,对于新工艺无法做到前瞻性的预测,从而导致实验成本急剧增加,因此针对焊接采用数值模拟的方式体现出了巨大优势。

ANSYS作为世界知名的通用结构分析软件,提供了完整的分析功能,完备的材料本构关系,为焊接仿真提供了技术保障。

文中以ANSYS为平台,阐述了焊接温度场仿真和热变形、应力仿真的基本理论和仿真流程,为企业设计人员提供了一定的参考。

2 焊接数值模拟理论基础焊接问题中的温度场和应力变形等最终可以归结为求解微分方程组,对于该类方程求解的方式通常为两大类:解析法和数值法。

由于只有在做了大量简化假设,并且问题较为简单的情况下,才可能用解析法得到方程解,因此对于焊接问题的模拟通常采用数值方法。

在焊接分析中,常用的数值方法包括:差分法、有限元法、数值积分法、蒙特卡洛法。

差分法:差分法通过把微分方程转换为差分方程来进行求解。

对于规则的几何特性和均匀的材料特性问题,编程简单,收敛性好。

但该方法往往仅局限于规则的差分网格(正方形、矩形、三角形等),同时差分法只考虑节点的作用,而不考虑节点间单元的贡献,常常用来进行焊接热传导、氢扩散等问题的研究。

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焊接热过程仿真实验
一、实验目的
1、通过实验加强对瞬时点热源焊接温度场和焊接热循环的概念、影响因素、
解析解和数值解的特点等的感性认识。

2、Matlab,Ansys软件的使用。

二、实验内容
1、使用Matlab计算绘制瞬时点热源焊接温度分布曲线。

2、使用Aansys软件对瞬时点热源焊接温度场进行仿真计算,观察温度分布
云图,绘制指定点的焊接热循环曲线,对瞬时点热源焊接温度场的影响因素进行定量定性的探讨。

三、实验步骤
1、使用Matlab计算绘制瞬时点热源焊接温度分布曲线。

(1)启动Matlab软件;
(2)打开新文件
(3)编写程序
源程序如下:
%Instant point heat
r= -4:.01:4;
Q=3600;
lan=0.4;
c=0.65;
p=7.8;
cp=c*p;
a=lan/cp
for t=1:1:10
temp =2*Q/cp/(4*pi*a*t)^1.5*exp(-r.^2 /4/a/t);
plot(r,temp)
hold on
end
ylabel('温度(C)')
xlabel('距离r (cm)')
grid on
(4)运行程序
(5)记录指定时间的温度,绘制温度分布曲线。

实验结果图如下:
2、使用Aansys软件对瞬时点热源焊接温度场进行仿真计算。

ANSYS软件采用有限元方法进行稳态、瞬态热分析,计算各种热载荷引起的温度、热梯度、热流率、热流密度等参数。

这些热载荷包括:对流,辐射,热流率,热流密度(单位面积热流),热生成率(单位体积热流),固定温度的边界条件。

采用ANSYS软件进行热过程分析可以用菜单交互操作和编程两种方式。

由于本次实验仅有两学时,学生又无该软件的使用经验,所以主要以程序调试为主,将重点放在参数影响因素的探讨。

(1)使用文本文件编辑器编写程序
(2)以.mac为扩展名存盘
(3)运行Ansys软件
(4) 设置文件夹到程序所在文件夹
(4)运行程序
源程序及各步骤所得结果图如下:! 步骤1:项目设置
FINISH
/CLEAR
/FILNAME, Point heating
!Give the analysis a title
/TITLE,Point Heat
! 步骤2:设置单元、材料特性参数
/UNITS,SI
ET,1,SOLID70 !单元类型选择
MP,DENS,1,7800 !密度
MP,KXX,1,40 !导热系数
MP,C,1,650 !比热容
!MPTEMP,1,0,227,727,1727,2727
!MPDATA,KXX,1,1,83.5,61.5,32.5,42.5,46 !MPDATA,C,1,1,430,540,980,847,400
!MPTEMP,1,0,1533,1595,1670
!MPDATA,ENTH,1,1,0,7.5E9,9.6E9,1.05E10
!步骤3:建模
a=0.05 !模型边长
an=5 !边长上的单元数
b=0.01 !网格密集区边长
bn=10 !网格密集区边长上的单元数block,0,b,0,b,0,b !建模
block,0,a,0,a,0,a
vovlap,all
/pnum,volu,1
!步骤4:网格划分
vsel,s,loc,z,0,b
vatt,1,,1,0
mshkey,1
LESIZE,11, , ,bn, , , , ,1 LESIZE,6, , ,bn, , , , ,1
LESIZE,7, , ,bn, , , , ,1
vmesh,all
vsel,inve
vatt,1,,1,0
esize,a/an
smrtsize,6
mshape,1,3d
mshkey,0
vmesh,all
vsel,all
/VIEW,1,0.5,-1,0.5
/TRIAD,OFF !Turn triad symbol off
/REPLOT
!步骤5:求解
/SOLU
ANTYPE,TRANSIENT,NEW
TRNOPT,FULL
LUMPM,ON
TOFFST,273
TUNIF,20 ! 工件初始温度。

有预热时改为预热温度TREF,20 ! 参考温度
acof=10 ! 传热系数
SFA, 8, , conv, acof, 20
SFA, 10, , conv, acof, 20
SFA, 12, , conv, acof, 20
F,2,HEAT,3600/4/0.2 !输入热量
TIME,0.2 !Set time at end of load step
AUTOTS,-1 !Program chosen automatic time stepping DELTIM,0.01,0.001,0.25,1 !Specify time step sizes KBC,1 !Specify stepped loading
!
OUTRES,ALL,ALL !Write to file at every step
SA VE
/STAT,SOLU !Display solution options
/REPLOT !Display all nodes
SOLVE
F,2,HEAT,0
TIME,5 !Set time at end of load step 终止时间
SOLVE
FINISH
/post1
plnsol,temp! 显示温度分布
/EOF
(5)使用General Postproc/Read Results读取指定时间的数据,(选取t=2.996s时刻温度场,实验结果图如下)
(6)使用General Postproc/Plot Results绘制温度场云图
热循环曲线数据。

选取点Node=33、34、35、36、37、38。

其坐标如
各点热循环曲线图如下:
(8) 获取分析讨论所需的数据和依据
改变网格密度对计算精度的影响(提示:改变程序中an、bn值)
模型尺寸对精度的影响(提示:改变程序中a值)
焊接件尺寸多大可以作为无穷大处理
有限元数值解与解析解的比较(提示:选择若干个时间的数据比较)
预热对焊接温度场、热循环曲线的影响(提示:改变程序中工件初始温度)
焊接件与大气环境对流传热对焊接温度场、热循环曲线的影响
(提示:增加对流传热条件)
当材料性能不为常数对流传热对焊接温度场、热循环曲线的影响
(提示:材料特性数据随温度变化
3、实验结果与讨论
温度场分布、变化规律
热循环曲线及特点
为何将模型分为网格尺寸不同的两个区
改变网格密度对计算精度的影响
模型尺寸对精度的影响,
有限元数值解与解析解的比较
焊接件尺寸多大可以作为无穷大处理
预热对焊接温度场、热循环曲线的影响
焊接件与大气环境对流传热对焊接温度场、热循环曲线的影响
当材料性能不为常数对流传热对焊接温度场、热循环曲线的影响
4、实验体会。

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