收藏本站
收藏 | 论文排版

基于多重网格方法的焊接熔池中耦合场的数值模拟研究

姜丽丽  
【摘要】:焊接工艺过程复杂,在研究焊接技术时,由于焊接实验消耗大量的人力和财力,借助于计算机数值模拟,为焊接技术的发展创造了有力条件。近几十年来,数值模拟技术在焊接过程中的熔池行为、流场和温度场等多场耦合等方面取得了很大进步。各国的研究者进行了大量的数值模拟研究工作,提出了许多不同的准稳态和瞬态数值计算模型,这些模型各自的侧重点不同,总体而论,可以分为固定电弧的二维模型、运动电弧的三维准稳态模型和运动电弧的三维瞬态模型。多重网格方法是一种离散求解椭圆型偏微分方程的最高效最快速的迭代解法之一,主要是通过循环算法来实现。把该方法应用在三维多区域的耦合场问题求解中,将具有重要的实际工程意义。 TIG(钨极惰性气体保护电弧焊)焊接过程的数值模拟是一个不可压缩的流场与温度场相互耦合问题,其数学模型是三维非定常、非线性偏微分方程组的定解问题。为了数值求解该定解问题,本文从建立数学模型,给出了多重网格法与有限差分法、牛顿迭代法相结合的一种新的直接耦合解法,实例仿真等几个方面进行深入研究,研究工作具体内容和结论如下: (1)利用有限差分法将贴体坐标系下的定解问题进行离散化,得到一个非线性方程组;利用牛顿法数值求解该非线性方程组得到牛顿迭代格式—线性方程组;采用多重网格方法求解该线性方程组。 (2)对移动热源作用下Q235低碳钢板的焊接过程进行模拟,应用Visual Fortran语言编制相应的计算机求解程序。 数值算例表明,本文所给出的方法(有限差分法+牛顿迭代法+多重网格方法)比传统迭代法(有限差分法+牛顿迭代法+超松弛方法)在计算时间上至少减少了35%,有效地提高了迭代算法的收敛速度。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 董德祥;吴林;陈定华;;半球体焊接熔池弹性波动力学理论的研究[J];材料科学与工艺;1993年02期
2 周远远,于治水;焊接熔池数值模拟的研究现状[J];华东船舶工业学院学报(自然科学版);2003年02期
3 赵玉珍,史耀武;表面活性元素硫对焊接熔池中流体流动方式和熔池深宽比的影响[J];钢铁研究学报;2004年04期
4 李玉斌;蒙大桥;刘柯钊;谢志强;;焊接熔池凝固过程组织演变模拟[J];焊接学报;2010年04期
5 张村亮;;焊接技能培训的关键是焊接熔池的控制[J];湖南农机;2013年01期
6 张敏;汪强;李继红;李琳;;焊接熔池快速凝固过程的微观组织演化数值模拟[J];焊接学报;2013年07期
7 孙俊生,王宏育;焊接熔池流场热场数值模拟的研究现状及应用前景[J];山东机械;1998年02期
8 刘习文;王国荣;石永华;钟继光;;焊接熔池传感与控制系统的研究现状[J];焊接;2005年11期
9 ;焊接熔池的一次结晶及特点[J];电焊机;2008年09期
10 汪岩峰;刘南生;林浩亮;袁尤智;;基于结构光投影的焊接熔池图像获取与处理[J];焊接学报;2008年10期
11 李梦醒;吴毅雄;蔡艳;孙大为;;图像技术在焊接熔池特征参数提取中的研究进展及发展趋势[J];热加工工艺;2010年21期
12 王金铭;霍丹;常云龙;包常利;;基于有限差分法的焊接熔池中耦合场的数值模拟[J];沈阳工程学院学报(自然科学版);2011年01期
13 杨春利;王其隆;张九海;隋士龙;;变动电流作用下焊接熔池谐振现象的研究[J];金属科学与工艺;1990年04期
14 王海兴,陈熙;用能量平衡法确定激光焊接熔池尺寸[J];工程热物理学报;2002年S1期
15 赵玉珍,雷永平,史耀武;表面活性元素硫对焊接熔池流动方式和深宽比的影响[J];机械工程学报;2004年09期
16 李来平;林涛;陈善本;杨学勤;;基于由阴影恢复形状法的焊接熔池表面高度获取[J];上海交通大学学报;2006年06期
17 陶汪;陈彦宾;李俐群;吴林;;焊接熔池表面凝固速率测量的新方法[J];金属学报;2008年09期
18 左士伟;于治水;经敬楠;;焊接熔池形状的影响因素[J];上海工程技术大学学报;2010年03期
19 李强,钱百年,李殿中;焊接熔池的传热与流体流动模拟进展[J];焊接学报;2002年04期
20 葛景国,高进强,陈立功,武传松,何德孚;焊接熔池正面几何参数和背面熔宽的数据提取方法[J];上海交通大学学报;2004年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 薛忠明;杨广臣;张彦华;;焊接熔池三维热流耦合分析数学模型[A];第十次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2001年
2 李来平;林涛;陈善本;杨学勤;徐爱杰;;焊接熔池表面反射图模型的建立[A];第十一次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2005年
3 汪强;李继红;李琳;张敏;;基于元胞自动机的焊接熔池快速凝固过程的微观组织模拟[A];第四届数控机床与自动化技术高层论坛论文集[C];2013年
4 朱嘉琦;王洪亮;王铁钧;闫卫东;;用摄相法测定焊接熔池尾部凝固裂纹启裂的临界局部应变[A];第十次全国焊接会议论文集(第1册)[C];2001年
5 高洪明;吴林;董红刚;王明启;刘占先;;浮力在焊接熔池流体流动中的作用[A];第十次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2001年
6 郎玉友;陈善本;林涛;陈文杰;;基于视觉传感弧焊机器人焊接熔池实时控制[A];第十一次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2005年
7 汪强;李继红;吴伟刚;张敏;;基于元胞自动机法的焊接熔池凝固的微观组织模拟技术现状[A];第四届数控机床与自动化技术高层论坛论文集[C];2013年
8 罗键;吴毅雄;王雅生;贾昌申;薛锦;;电磁搅拌焊接熔池流体流动行为的研究[A];第十次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2001年
9 高进强;张敏;武传松;;MAG焊接熔池的激光频闪视觉检测[A];第十一次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2005年
10 赵冬斌;陈善本;吴林;;脉冲GTAW填丝过程中焊接熔池表面高度的提取[A];第九次全国焊接会议论文集(第2册)[C];1999年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 雷玉成;焊接熔池动态过程及电弧能量分布的数值模拟[D];江苏大学;2006年
2 马瑞;镍基合金焊接熔池凝固过程微观组织模拟[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 赵玉珍;焊接熔池的流体动力学行为及凝固组织模拟[D];北京工业大学;2004年
4 占小红;Ni-Cr二元合金焊接熔池枝晶生长模拟[D];哈尔滨工业大学;2008年
5 孙俊华;受控脉冲穿孔PAW焊接熔池与小孔瞬时演变行为的数值分析[D];山东大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 霍丹;焊接熔池中的流体力学方程数值模拟研究[D];沈阳工业大学;2011年
2 吴璟;焊接熔池视觉特征信息获取与处理系统的设计[D];上海交通大学;2008年
3 高建成;焊接熔池相变传热特性及流体动力学分析[D];北京工业大学;2009年
4 姜丽丽;基于多重网格方法的焊接熔池中耦合场的数值模拟研究[D];沈阳工业大学;2012年
5 吴杨;铝合金双丝焊接熔池图像采集与特征分析[D];南京理工大学;2007年
6 马立;等离子弧焊接熔池流场与温度场三维数值模拟[D];天津大学;2006年
7 何鹏;激光焊接熔池温度场的重建研究[D];华中科技大学;2010年
8 郁雯霞;氩氮保护紫铜TIG焊接熔池动态过程的数值模拟及工艺研究[D];江苏大学;2006年
9 张世亮;TIG焊接熔池表面变形的视觉检测[D];山东大学;2007年
10 陈磊;大功率激光焊接熔池特性数值模拟[D];兰州理工大学;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978