一种基于水冷压缩系数的水下焊接热源模型的建模方法技术

技术编号:26531385 阅读:44 留言:0更新日期:2020-12-01 14:12
本发明专利技术公开了一种基于水冷压缩系数的水下焊接热源模型的建模方法。步骤包括:一,建立由两个热源组成的复合热源模型,并在双椭球热源模型和高斯体热源模型的基础上考虑水下焊时水深、水速、水温对电弧的压缩作用;二,根据焊接接头熔合线形状对焊接热源参数进行反复校核,得到相应模拟的熔池形状;三,以模拟的熔池形状与实际熔池形状吻合度作为确定水冷压缩函数是否准确的标准,从而得到最优的数值模拟热源模型。本发明专利技术通过在原有的双椭球热源的基础上再添加一个高斯体热源,不仅使模拟的熔池形状与实际形状更符合,而且考虑了水深、水压、水温的影响,添加了修正函数,使热源模型更适用实际的焊接问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于水冷压缩系数的水下焊接热源模型的建模方法
本专利技术属于焊接数值模拟热源模型
,具体涉及一种基于水冷压缩系数的水下焊接热源模型的建模方法。
技术介绍
水下焊接具有成本低、设备简单,应用前景广大的特点。海洋资源广大,海洋工程结构和装备需求量大,水下焊接技术是海洋工程结构的基础和支撑。对于水下焊接的数值模拟并不多,采用数值模拟与试验验证的方式,对研究水下焊接热过程提供了理论依据,从而为工程实践起指导作用。目前关于水下焊热源模型的研究多数采用双椭球热源模型或者双椭球热源模型与高斯体热源的复合模型,这两种热源模型均未考虑水深、水流、水压对焊接热过程的影响,所以这两种热源模型模拟出来的焊缝形状与实际的焊缝形状吻合度不高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足,提供了一种基于水冷压缩系数的水下焊接热源模型的建模方法,解决了水下焊接热源模型精度不高的问题,其特征是,包括以下步骤:第一步,建立由两个热源组成的复合热源模型;工件上半部分采用双椭球热源模型:前半部分椭球内热流密度分布函数为:...

【技术保护点】
1.一种基于水冷压缩系数的水下焊接热源模型的建模方法,包括以下步骤:/n第一步,建立由两个热源组成的复合热源模型;/n工件上半部分采用双椭球热源模型;/n前半部分椭球内热流密度分布函数为:/n

【技术特征摘要】
1.一种基于水冷压缩系数的水下焊接热源模型的建模方法,包括以下步骤:
第一步,建立由两个热源组成的复合热源模型;
工件上半部分采用双椭球热源模型;
前半部分椭球内热流密度分布函数为:



后半部分椭球内热流密度分布函数为:



式中:f1和f2为前、后椭球的能量分布,且f1+f2=2,Q为双椭球热源的热输入,a1,a2,b,c为双椭球热源模型参数,β,γ,θ分别为电弧主轴和x,y,z方向的夹角;
工件的下半部分采用高斯体热源模型,控制方程为:



式中:QG为高斯热源作用的总功率,r0为加热斑点的半径;
第二步,考虑水深的影响,引入水冷压缩函数δ1用以修正水下焊高斯体热源形状参数:

【专利技术属性】
技术研发人员:严春妍姜心怡张浩纪秀林易思马锦轲
申请(专利权)人:河海大学常州校区
类型:发明
国别省市:江苏;32

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