| 模拟激光电弧复合焊接中熔滴对熔池冲击作用的计算方法 | |
虞钢 ; 陈旭阳; 何秀丽; 郑彩云; 李少霞; 宁伟健
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| 2019-12-03 | |
| Rights Holder | 中国科学院力学研究所 |
| Abstract | 本发明提供一种模拟激光电弧复合焊接中熔滴对熔池冲击作用的计算方法，将熔滴对熔池的冲击作用分成动量冲击、质量添加和能量添加三个方面，然后分别整理成相应的数学函数进行计算，最终得到熔滴冲击下熔池的表面变形、温度和速度分布状态。本发明以体积守恒为约束条件的自由界面追踪方法，可实现熔滴冲击下的熔池表面变形，以及温度场和速度场的分布情况计算。能够高效又准确的计算出熔滴冲击对熔池动力学的影响，对科学研究和工程设计都有重大意义。 |
| Application Date | 2017-09-21 |
| Application Number | CN201710858075.7 |
| Patent Number | CN107609288B |
| Claim | 1.模拟激光电弧复合焊接中熔滴对熔池冲击作用的计算方法，其特征在于， 将熔滴对熔池的冲击作用分成动量冲击、质量添加和能量添加三个方面，然后分别整理成相应的数学函数进行计算，最终得到熔滴冲击下熔池的表面变形、温度和速度分布状态，处理步骤如下： 步骤1、根据当前焊丝的状态信息整理成函数Pd(x,y)来代表熔滴的动量冲击，然后将函数Pd(x,y)添加到熔池的表面方程中； 步骤2、焊丝溶化成熔滴进入熔池后引起熔池的质量增加，增加量与相应时间的送出的焊丝质量相等，以熔滴与熔池的密度一致为条件，则单位时间内熔池增加的体积即为焊丝的体积，把该等量关系作为熔池表面方程的约束条件； 步骤3、熔滴的能量添加反映在热量变化上，根据熔滴进入熔池前后的温度变化将熔滴的热量整理成函数Qd(x,y)，再将其添加到边界条件中； 所述步骤3中，将熔滴的热量整理成函数Qd(x,y)的过程如下： 步骤31、设每个熔滴的质量为 步骤32、则每个熔滴进入熔池后的热量变化为 步骤33、熔滴进入熔池时其热量在熔池表面近似服从高斯分布，因此最终得到的熔滴热量的表达式为： 其中，dw为焊丝的直径，Uw为送丝速度，f为熔滴过渡的频率，ρw为焊丝的密度，Cw为熔滴的比热，Tw为熔滴的温度，为Tl熔池的液相线，rf为熔滴的作用半径； 步骤4、结合熔池的表面方程、边界条件和Navier-Stokes方程，即可计算在当前熔滴冲击下熔池的表面变形、温度和速度分布状态。 |
| Classification | 发明授权 |
| Status | 有效 |
| Note | 授权 |
| Country | 中国 |
| Agency | 北京和信华成知识产权代理事务所(普通合伙) |
| Document Type | 专利 |
| Identifier | http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/99912 |
| Collection | 先进制造工艺力学实验室 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 虞钢,陈旭阳,何秀丽,等. 模拟激光电弧复合焊接中熔滴对熔池冲击作用的计算方法. CN107609288B[P]. 2019-12-03. |
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