电热力耦合焊接仿真模拟

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电热力耦合焊接仿真模拟(图6) 电热力耦合焊接仿真模拟(图7)

焊接仿真模拟的主要意义

1.优化焊接工艺通过有限元分析技术,可以预测出焊接过程中的温度场和应力场分布,从而优化焊接工艺,提高焊缝质量和减小变形度。

2.减少试验成本传统的焊接工艺设计需要进行大量的试验才能确定最佳方案,这不仅耗费时间而且成本高昂。而通过数值模拟技术可以在计算机上进行仿真实验,避免了试验成本的浪费。

焊接模拟仿真有哪些分析结果

焊接数值模拟技术的发展是随着焊接实践经验的积累，有限元分析模拟技术、计算机技术等的发展而逐步开始的。焊接工艺的仿真，主要是针对焊接温度场、焊接残余应力、焊接变形等几个方面，旨在改善焊接部件的制造质量，提高产品服役性能，优化焊接顺序等工艺过程。传统焊接质量的好坏非常依赖于焊接工人的经验，而焊接数值模拟技术就是利用数值模拟方法找到优化的焊接工艺参数，例如焊接材料、温控条件、夹具条件、焊接顺序等。

焊接仿真模拟-残余应力分布结果

电热力耦合焊接仿真模拟

可以看出纵向应力和横向应力在焊接线上表现出了相同的应力分布趋势，只是应力值有所不同。并且沿着焊接线的中部区域，出现了应力逐渐上升的趋势。尽管平板是完全对称的，但这里的应力分布却并不是对称的，主要是由于在焊接过程中焊件的整体温度逐渐上升，导致最终获得残余应力也出现了逐渐上升的趋势。

电热力耦合焊接仿真模拟

在焊接过后平板出现了翘曲变形，焊接产生的最大残余应力位于焊缝区域，约为440MPa。

焊接模拟仿真-温度场分析

电热耦合分析，在高频状态下由电阻，电介质和磁损耗产生的热量。温度场是焊接过程的重要部分。

焊接仿真模拟(图1)

焊接仿真-焊接熔池形貌

焊接仿真模拟(图2)

焊接熔池沿板厚方向的形貌。由于焊接速度过快，因此平板在焊接过程中并没有焊透，并且熔池呈现出扁平的形状，而并非球形。

焊接仿真-等效塑性应变（PEEQ）分布结果

焊接仿真模拟(图4)

从图中可以看出，右侧区域的变形值为0，而左侧区域由于温度逐渐下降至低于熔点，因此开始累积塑性应变值。以车辆的焊接仿真为例，对变形的重视往往要大于对应力的重视。这并不是说应力分析不重要，而是角度不同。焊接的应力已经通过其他方式去评判工艺的安全性（焊接模拟仿真对大构件的应力计算其实也很难算准），但是焊接变形却对后续的安装造成重大的影响。

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