氩弧焊数值模拟中高斯面热源加载方式探究

高斯面热源模型被广泛应用于钨极氩弧焊数值模拟中。本文利用Ansys有限元仿真软件,分别采用表层单元热流密度、表层单元体热生成率、表层节点热生成率三种不同的高斯面热源加载方式对氩弧焊平板堆焊进行数值模拟,对比了三种加载方式的优缺点。模拟结果表明,采用表层单元热流密度加载时,由于单元面编号的不同会对结果产生很大影响,且会出现热流覆盖问题;表层单元体热生成率加载时,表层单元厚度会对模拟结果的峰值温度产生一定影响,模拟计算过程的收敛性较差;采用表层节点热生成率加载时,表层单元厚度会对模拟结果的峰值温度产生影响,计算的收敛性较好,计算得到的熔宽熔深值不随表层单元厚度变化而产生明显变化,可较好地模拟氩弧焊接过程。

基于MSC.Marc的钛合金激光快速成形过程模拟

钛合金激光快速成形是结合CAD/CAM、高功率激光熔覆和快速原型制造的先进技术。利用准确的热传递数学模型,建立起符合实验的物理模型,计算出正确的快速成形温度场、热应力场和残余热应力场。本文面热源模型采用高斯热源,考虑了材料热物理性能参数与温度的非线性关系,研究了用激光快速成形技术制造TC4零件过程中温度场的分布,并利用有限元软件MSC.Marc求解了相应热应力场和冷却后的残余热应力场和位移变化分布,分析了指定点的温度和应力随时间变化曲线,对成形过程进行了详细分析,为TC4零件的激光快速成形提供指导。

激光-电弧复合焊专题文献

激光电弧复合焊接顺序对304不锈钢T形接头影响的模拟试验分析/桂晓燕,等.焊接学报,2021,42(12):34-39.建立304不锈钢T形接头三维有限元模型,研究激光电弧复合焊接顺序对304不锈钢T形接头热变形及残余应力的影响.采用高斯面热源加高斯锥形体热源组合的热源模型,模拟激光电弧复合热源,并通过304不锈钢激光电弧复合堆焊工艺试验验证数值模拟激光电弧复合焊接过程的可靠性.

不同热源模型对选区激光熔化18Ni300温度场计算结果的影响

为了明确不同热源模型对选区激光熔化18Ni300成形过程温度场模拟计算的适用性,使用ANSYS APDL对单层单道激光熔化成形过程进行了温度场计算,比较了高斯面热源和双椭球热源两种热源模型计算的18Ni300金属粉末熔道的温度场和熔池尺寸。结果表明,双椭球热源模型计算结果的准确性优于高斯面热源模型的计算结果,与试验结果吻合良好。在选区激光熔化过程中,熔池尺寸不仅与激光功率、扫描速度有关,还与激光能量在粉末中的扩散有关。扫描速度对熔池宽度和深度的影响是非线性的。当激光线能量密度相同时,高激光功率和高扫描速度下获得的熔池的深度和宽度大于低功率和低扫描速度下获得的。