毕业设计（论文）ppt答辩厚板多道焊的焊接热源校核课件

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1、厚板多道焊的焊接热源校核班级：姓名：指导教师：主要内容1.绪论2.有限元计算原理3.厚板多道焊有限元模型的建立4.热源模型校核结果与讨论5.结论1.绪论1.1选题背景1.2数值模拟1.3数学模型1.4有限元1.5数值模拟技术在焊接中的应用1.6焊接数值模拟的前景与展望1.7本课题研究的主要内容和意义选题背景焊接方法经济、灵活，能简化结构的构造细节，节约材料，提高生产效率，改善工人劳动条件。因此，目前大部分的工业产品，以及能源工程、海洋工程、航空航天工程、石油化工工程、大型厂房、高层建筑等重要结构，无一不采用焊接结构。在研究焊接生产技术时，往往采用试验手段作为基本方法，但

2、大量的试验增加了生产成本，耗费人力物力，而数值模拟将发挥其独特的能力和优势。随着有限元技术和计算机技术的飞速发展，为数值模拟技术提供了有力的工具，很多焊接过程可以采用计算机数值模拟。数值模拟随着计算机、信息、网络等技术的飞跃发展，数值模拟技术已渗透到焊接的各个领域，关键部件焊接过程仿真技术的实现，对优化工艺过程，提高产品质量和消除安全隐患起着日益重要、甚至不可替代的作用。焊接数值模拟的理论意义在于,通过对复杂或不可观察的现象进行定量分析和对极端情况下尚不知的规则的推测和预测,实现对复杂焊接现象的模拟,以助于认清焊接现象本质,弄清焊接过程规律。焊接数值模拟的现实意义在于,

3、根据对焊接现象和过程的数值模拟,可以优化结构设计和工艺设计,从而减少试验工作量,提高焊接接头的质量。数学模型在科学研究中，模型是人们用以认识事物的一种手段和工具。数学模型是用数学语言描述的某个现实世界的模型。数学模型可以定量地描述事物的内在联系和变化规律。因此，建立某个系统的数学模型，是人们对该事物认识的一个质的飞跃。数学模型也可分为静态和动态两类。建立数学模型必须正确理解现象，数学求解若能很好地说明实验和调查的结果，则此数学模型是正确的。有限元有限元法是焊接模拟技术中适应电子计算机而发展起来的一种有效方法，它已经成功地解决了工程领域中的许多问题，广泛地用于研究焊接热传

4、导、焊接热弹塑性应力和变形分析、焊接结构的断裂力学的分析等。有限元法是适应使用电子计算机而发展起来的一种比较新颖和有效的数值方法。这个方法20世纪50年代起源于航空工程中飞机结构的矩阵分析。1960年被推广用来求解弹性力学的平面应力问题。虽然这一方法起源于结构分析，但是，由于它所依据的理论的普遍性，已经能够成功地用来求解其他工程领域中的许多问题。数值模拟技术在焊接中的应用目前，焊接数值模拟已遍及各个焊接领域，主要研究内容有：（1）焊接热传导分析（2）焊接熔池流体动力学（3）电弧物理（4）焊接冶金和焊接接头组织性能的预测（5）焊接应力与变形（6）焊接过程中的氢扩散（7）特

5、殊焊接过程的数值分析，如电阻点焊、陶瓷金属连接、激光焊接、摩擦焊接和瞬态液相焊接等（8）焊接接头的力学行为焊接数值模拟的前景与展望在计算机技术日益发展的今天，采用数值方法来模拟复杂的焊接现象已经取得了很大的进展。数值模拟技术已经渗入到焊接的各个领域，取得了可喜的成绩。然而应该看到这些研究还是初步的，还有许多深入的研究工作要做。关键是要进一步认识焊接模拟技术的意义和作用，同时必须正确和真实地掌握和阐明焊接现象的本质，才能建立起准确的数学模型。而正确的数值模拟也有助于对焊接过程的进一步理解。焊接数值模拟更重要的作用是优化结构设计和工艺设计，提高焊接接头的质量。因此焊接数值模

6、拟技术具有重要的理论意义和实际应用价值。本课题研究的主要内容和意义焊接热源具有局部集中、瞬时和快速移动的特点，易形成在时间和空间域内梯度都很大的不均匀温度场，而这种不均匀温度场乃是进行焊接力学分析的基础。要想准确预测焊接残余应力的分布以及焊缝强度等就必须保证焊接热循环的准确性，就需要建立一个好的焊接热源模型，因此，焊接热源模型的建立是焊接模拟过程中不容忽视的重要部分。本课题选取Q345为试验材料，采用不同性能的材料分别对焊接热源进行校验，并对多道焊截面进行建模并进行网格划分。2.有限元计算原理2.1焊接过程有限元分析理论2.2焊接过程有限元分析特点2.3焊接有限元模型的

7、简化焊接过程有限元分析理论有限元法（FiniteElementMethod，FEM），也称为有限单元法或有限元素法，基本思想是将求解区域离散为一组有限个、且按一定方式相互连接在一起的单元的组合体。它是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种现代计算方法。利用有限元分析时，首先将分析物体离散成为许多小单元，其次，给定边界条件、载荷和材料特性，再求解线性或非线性方程组，得到位移、应力、应变、内力等结果，最后在计算机上，使用图形技术显示计算结果。焊接过程有限元分析的特点(1)模型是三维的，至少在焊接区域如此，以反映内部和表面的不同冷却条件;(2