科研之友
微信
新浪微博
Facebook
分享链接
摘要
数值模拟技术能够快速全面地分析焊接过程，在焊接相关研究中应用愈加广泛。焊接过程中，焊接热输入决定着焊接温度、应力等的分布情况，因此焊接热输入的准确表达在模拟准确度中占据着最重要的地位。当前，描述焊接热输入的工作由模拟中代入的热源模型完成，其中包含有多个单一热源的组合热源模型因使用灵活而备受关注。组合热源模型的灵活性来源于其可以是任意单一热源模型的组合，但这也带来了其构成选择的困难。理论上看，组合热源模型的构成是无穷无尽的，只有根据焊接情形准确确定热源构成，才能体现组合热源模型的优势。此外，使用组合热源模型时增加了热源模型参数，既有单一热源模型中存在的形状参数，还包括决定总的焊接能量在组合热源模型中如何分配的能量系数。这些参数应该如何调整和确定，是使用组合热源模型时必须要面临的问题。在不同的焊接情形下，研究者们已经使用过面热源+体热源、体热源+体热源等多种多样的构成搭配。使用组合热源模型的目的可以分为两类：（1）使用组合热源模型来模拟单一热源模型难以表达的熔池形状；（2）使用组合热源模型来对应实际焊接热源的不同部分。在这些工作中，组合热源模型的应用提高了模拟的准确度。在调整热源参数的研究中，可采用观察模拟熔池形状、实验测量和模拟经验等方法确定热源的能量分配系数；为了提高热源形状参数调整的效率，在试错法的基础上，数字图像识别技术、自动校准程序等的出现加强了计算机技术的应用。此外，也可以在设计热源模型时考虑减少形状参数的数量。本文从熔池形状和能量分布两方面介绍了目前使用的组合热源模型的构成，然后综述了热源参数的校准方法，最后总结了组合热源模型的三个应用场景，并指出未来应在模型设计和参数调整中强化计算机技术的应用。
- 单位
