等离子弧焊接熔池相变过程的LBM模拟与验证

等离子弧焊接熔池相变过程的LBM模拟与验证

论文摘要

本文应用格子玻尔兹曼方法(LBM)建立了描述等离子弧焊接熔池内流动与传热的三维数理模型。采用组合式体热源模拟等离子弧的加热及穿孔效应。程序采用并行计算,极大地提高了计算效率。模拟得到的熔池形状与实验结果吻合良好,平均相对误差约为12%。研究结果表明,熔池中的流体由于受到马兰格尼力和电磁力的作用,形成了多组反向环流,并影响了熔池中的传热效率,促进了熔合线"凸起"的形成。最后对焊接的操作参数进行了讨论,焊接电流及焊接速度的选择对于焊接质量及能耗的影响至关重要,在本文工况下根据模拟结果给出了最优配置的预测。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 周俊杰,冯妍卉,蔡峻杰,张欣欣,武传松

关键词: 等离子弧焊接,流动与传热,相变,格子方法

来源: 工程热物理学报 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 金属学及金属工艺

单位: 北京科技大学能源与环境工程学院,山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室

基金: 国家自然科学基金资助项目(No.51422601)

分类号: TG456.2

页码: 442-449

总页数: 8

文件大小: 1322K

下载量: 122

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