一种可实现搅拌摩擦焊接材料示踪的数值模拟方法及系统技术方案

技术编号:41578203 阅读:24 留言:0更新日期:2024-06-06 23:55
本发明专利技术涉及焊接数值仿真技术领域,具体涉及一种可实现搅拌摩擦焊接材料示踪的数值模拟方法及系统,该方法包括建立数值模型的三维几何实体,主要包括焊板、搅拌头及欧拉空间三个部分;将建好的几何模型导入至有限元软件中,建立搅拌摩擦焊接过程的三维热力耦合模型;对搅拌摩擦焊接过程的三维热力耦合模型进行有限元分析,得到接头温度场、应力应变场及流场分布特征。本发明专利技术通过有限元分析软件,基于耦合欧拉‑拉格朗日方法建立搅拌摩擦焊接过程的三维热力耦合模型,实现搅拌摩擦焊接接头的高质量成形调控及工艺优化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及焊接数值仿真,具体涉及一种可实现搅拌摩擦焊接材料示踪的数值模拟方法及系统


技术介绍

1、数值模拟是在理论分析的基础上,应用有限元的概念对实际问题进行数值计算并实现图形显示的方法。通过将数值模拟与试验测试相结合,可以极大的提高研究效率。近年来,数值模拟技术在全世界范围内得到了较大程度的发展,逐渐成为一种指导焊接工艺研究的重要手段。

2、在焊接工艺的探索初期,该方法的使用在提高研究效率的同时,也降低了人力、物力成本。此外,通过数值模拟技术可以将接头的温度场、应变场以及流场以三维可视的形式展现出来,更利于将接头在焊接过程中的各项指标进行观察和比较,从而实现焊接的可控性研究。然而,搅拌摩擦焊接过程涉及强烈的热力耦合作用,其建模过程往往较为困难,现有的数值模型往往也与实际焊接过程偏差较大,难以反映焊接的真实情况。


技术实现思路

1、为了解决上述技术问题,本专利技术主要针对现有技术中搅拌摩擦焊接过程涉及强烈的热力耦合作用,其建模过程往往较为困难,现有的数值模型往往也与实际焊接过程偏差较大,难以本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种可实现搅拌摩擦焊接材料示踪的数值模拟方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的可实现搅拌摩擦焊接材料示踪的数值模拟方法,其特征在于,所述划分网格,包括:

3.根据权利要求1所述的可实现搅拌摩擦焊接材料示踪的数值模拟方法,其特征在于,所述边界条件包括热边界条件和位移边界条件。

4.根据权利要求3所述的可实现搅拌摩擦焊接材料示踪的数值模拟方法,其特征在于,热边界条件包括:焊板与垫板、搅拌头之间均发生接触换热,其余位置则通过对流及辐射将热量散失到空气中,通过数值模拟与试验的对比来确定热交换系数。

5.根据权利要求3所述的可实现搅拌...

【技术特征摘要】

1.一种可实现搅拌摩擦焊接材料示踪的数值模拟方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的可实现搅拌摩擦焊接材料示踪的数值模拟方法,其特征在于,所述划分网格,包括:

3.根据权利要求1所述的可实现搅拌摩擦焊接材料示踪的数值模拟方法,其特征在于,所述边界条件包括热边界条件和位移边界条件。

4.根据权利要求3所述的可实现搅拌摩擦焊接材料示踪的数值模拟方法,其特征在于,热边界条件包括:焊板与垫板、搅拌头之间均发生接触换热,其余位置则通过对流及辐射将热量散失到空气中,通过数值模拟与试验的对比来确定热交换系数。

5.根据权利要求3所述的可实现搅拌摩擦焊接材料示踪的数值模拟方法,其特征在于,位移边界条件包括:搅拌头运动自由度约束和焊板固定自由度约束,在搅拌头上设置参考点,通过对参考点设置平移或旋转运动来模拟焊接过程中搅拌头的旋转及进给运动;通过对焊板边界位置进行速度自由度约束来模拟焊板表面位移边界,包括板材的上下表面、左右侧面及前后侧面三部分。

【专利技术属性】
技术研发人员:苏宇李文亚杨夏炜熊阳宇邹阳帆吴东
申请(专利权)人:西北工业大学
类型:发明
国别省市:

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