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基于Level-Set方法的小孔及熔池动态形成数值模拟
被引量:
7
1
作者
张屹
刘西霞
+2 位作者
史如坤
王霞
杨雄
《焊接学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第4期29-34,130,共6页
构建了激光深熔焊接三维混合态连续模型,模拟了固液界面过渡层的固、液态共存和熔池高于焊接表面的特征,并采用Level-Set方法追踪了气液界面的移动,计算得到了小孔和熔池的动态形成过程.结果表明,熔池在小孔前沿薄后沿厚,温度梯度在小...
构建了激光深熔焊接三维混合态连续模型,模拟了固液界面过渡层的固、液态共存和熔池高于焊接表面的特征,并采用Level-Set方法追踪了气液界面的移动,计算得到了小孔和熔池的动态形成过程.结果表明,熔池在小孔前沿薄后沿厚,温度梯度在小孔前沿大后沿小,小孔及熔池前沿和后沿存在明显的非对称性;孔壁上蒸发的金属蒸气由孔壁流向小孔中轴线,且向孔外喷射;孔底吸收的激光功率密度最大,最高温度3 700 K位于孔底,高于汽化温度567 K;小孔形成的初期阶段孔深的变化较快,但随着小孔深度的增加,孔深变化速率逐渐下降.
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关键词
激光深熔焊
界面追踪
Level-Set方法
小孔
熔池
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职称材料
基于“三明治”方法的激光焊接能量耦合模型(英文)
被引量:
1
2
作者
张屹
史如坤
李力钧
《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》
SCIE
EI
CAS
CSCD
2012年第7期1701-1710,共10页
建立激光与能量耦合模型以研究激光在小孔内的传输和孔壁能量的分布。该模型的主要特点包括:1)小孔和孔内等离子体的逆韧致吸收系数均为实验测量所得;2) 入射激光为高斯分布的聚焦光束而非平行光束;3) 同时考虑了激光光束在孔内多次反...
建立激光与能量耦合模型以研究激光在小孔内的传输和孔壁能量的分布。该模型的主要特点包括:1)小孔和孔内等离子体的逆韧致吸收系数均为实验测量所得;2) 入射激光为高斯分布的聚焦光束而非平行光束;3) 同时考虑了激光光束在孔内多次反射的菲涅尔吸收和逆韧致吸收。计算结果表明:孔壁所吸收的激光能量并不一致;尽管激光未能直接照射孔底,但是小孔孔底所吸收的激光能量最多。基于聚焦光束的特征分析,焦平面的位置对小孔前沿所吸收的激光能量较后沿更重要。
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关键词
激光焊接能量耦合模型“三明治”方法小孔
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职称材料
激光深熔焊接过程中的光致等离子体行为特征模拟
被引量:
2
3
作者
邓集权
史如坤
张屹
《应用激光》
CSCD
北大核心
2015年第1期58-63,共6页
采用Level-set方法模拟了激光深熔焊接过程中光致等离子体的动态形成过程,研究了等离子体形态、温度、孔内压强、气体流速等行为特征。结果表明:在2.2ms时刻等离子体的最高温度达到4 300K,孔内的最大压强为4×105 Pa,等离子体在小...
采用Level-set方法模拟了激光深熔焊接过程中光致等离子体的动态形成过程,研究了等离子体形态、温度、孔内压强、气体流速等行为特征。结果表明:在2.2ms时刻等离子体的最高温度达到4 300K,孔内的最大压强为4×105 Pa,等离子体在小孔径向的最大流速为60m/s,最大流速位于等离子体中心处且接近孔底的位置,且等离子体沿小孔轴线方向与径向方向的流速下降。考虑等离子体对激光能量吸收比未考虑等离子体对激光能量吸收时孔内功率密度降低了12.5%。研究结果将为激光深熔焊接过程中等离子体的机理研究和模拟研究提供理论依据。
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关键词
激光深熔焊接
光致等离子体
Level-set方法
原文传递
题名
基于Level-Set方法的小孔及熔池动态形成数值模拟
被引量:
7
1
作者
张屹
刘西霞
史如坤
王霞
杨雄
机构
湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室
湖南大学数学与计量经济学院
出处
《焊接学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第4期29-34,130,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(51175162)
湖南省自然科学基金重点资助项目(12JJ2032)
文摘
构建了激光深熔焊接三维混合态连续模型,模拟了固液界面过渡层的固、液态共存和熔池高于焊接表面的特征,并采用Level-Set方法追踪了气液界面的移动,计算得到了小孔和熔池的动态形成过程.结果表明,熔池在小孔前沿薄后沿厚,温度梯度在小孔前沿大后沿小,小孔及熔池前沿和后沿存在明显的非对称性;孔壁上蒸发的金属蒸气由孔壁流向小孔中轴线,且向孔外喷射;孔底吸收的激光功率密度最大,最高温度3 700 K位于孔底,高于汽化温度567 K;小孔形成的初期阶段孔深的变化较快,但随着小孔深度的增加,孔深变化速率逐渐下降.
关键词
激光深熔焊
界面追踪
Level-Set方法
小孔
熔池
Keywords
deep-penetration laser welding
interface tracking
level-set method
keyhole
molten pool
分类号
TG402 [金属学及工艺—焊接]
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职称材料
题名
基于“三明治”方法的激光焊接能量耦合模型(英文)
被引量:
1
2
作者
张屹
史如坤
李力钧
机构
湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室
出处
《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》
SCIE
EI
CAS
CSCD
2012年第7期1701-1710,共10页
基金
Projects (51175162, 50805045) supported by the National Natural Science Foundation of China
Project supported by the Scientific Research Foundation for the Returned Overseas Chinese Scholars,Ministry of Education,China
文摘
建立激光与能量耦合模型以研究激光在小孔内的传输和孔壁能量的分布。该模型的主要特点包括:1)小孔和孔内等离子体的逆韧致吸收系数均为实验测量所得;2) 入射激光为高斯分布的聚焦光束而非平行光束;3) 同时考虑了激光光束在孔内多次反射的菲涅尔吸收和逆韧致吸收。计算结果表明:孔壁所吸收的激光能量并不一致;尽管激光未能直接照射孔底,但是小孔孔底所吸收的激光能量最多。基于聚焦光束的特征分析,焦平面的位置对小孔前沿所吸收的激光能量较后沿更重要。
关键词
激光焊接能量耦合模型“三明治”方法小孔
Keywords
laser welding
mathematical energy coupling model
"sandwich" method
keyhole
分类号
TG456.7 [金属学及工艺—焊接]
下载PDF
职称材料
题名
激光深熔焊接过程中的光致等离子体行为特征模拟
被引量:
2
3
作者
邓集权
史如坤
张屹
机构
湖南大学汽车车车身先进设计制造国家重点实验室
湖南大学激光智能制造技术研究中心
出处
《应用激光》
CSCD
北大核心
2015年第1期58-63,共6页
文摘
采用Level-set方法模拟了激光深熔焊接过程中光致等离子体的动态形成过程,研究了等离子体形态、温度、孔内压强、气体流速等行为特征。结果表明:在2.2ms时刻等离子体的最高温度达到4 300K,孔内的最大压强为4×105 Pa,等离子体在小孔径向的最大流速为60m/s,最大流速位于等离子体中心处且接近孔底的位置,且等离子体沿小孔轴线方向与径向方向的流速下降。考虑等离子体对激光能量吸收比未考虑等离子体对激光能量吸收时孔内功率密度降低了12.5%。研究结果将为激光深熔焊接过程中等离子体的机理研究和模拟研究提供理论依据。
关键词
激光深熔焊接
光致等离子体
Level-set方法
Keywords
deep penetration laser welding
plasma
Level-set method
分类号
TG456.7 [金属学及工艺—焊接]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于Level-Set方法的小孔及熔池动态形成数值模拟
张屹
刘西霞
史如坤
王霞
杨雄
《焊接学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
7
下载PDF
职称材料
2
基于“三明治”方法的激光焊接能量耦合模型(英文)
张屹
史如坤
李力钧
《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》
SCIE
EI
CAS
CSCD
2012
1
下载PDF
职称材料
3
激光深熔焊接过程中的光致等离子体行为特征模拟
邓集权
史如坤
张屹
《应用激光》
CSCD
北大核心
2015
2
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