焊接数值模拟技术的发展现状.pdfVIP

焊管 ．第33卷第6期 ．2010年6月 ●应 用 与 开 发 焊接数值模拟技术的发展现状 王中辉，李冬雪 (北京石油化工学院 机械工程学院，北京 102617) 摘 要 ：介绍了焊接数值模拟技术在焊接接头微观组织分析、焊接温度场分析、焊接应力应变 分析、氢扩散分析方面的研究现状 ，并对焊接数值模拟技术在这几方面的模拟方法、原理及模 型的建立进行 了较为详细的介绍 ，最后 ，对我国焊接数值模拟技术的发展进行 了展望。 关键词：焊接 ；微观组织；温度场 ；应力一应变；氢扩散 ；数值模拟 中图分类号：TG403 文献标志码 ：A 文章编号：1001—3938(2010)06—0028—04 DevelopmentStatusofW eldingNumericalSimulationTechnology WANG Zhong—hui，LIDong—xue (SchoolofMechanicalEngineering，BeijingInstituteofPetrochemicalTechnology，Beijing102617，China) Abstract：Thisarticleintroducedresearchstatusofweldingnumericalsimulationtechnologyrfom severalaspects，such asmierostruetureanalysisonweldingjoints，weldingtemperaturefieldanalysis，weldingstressandstrainanalysis，re— searchstatusofhydrogendiffusion，anddetailedlyintroduceditssimulationmethod，principleandmodeling．Finally。 theprospectofChinaweldingnumericalsinmlation technologyiscarriedout． Keywords：welding；microstmcture；temperaturefield；stress—strain；hydrogendiffusion；numericalsimulation 0 前 言 学模型来分析。因此，人们开始应用数值模拟技 术对焊接接头的微观组织进行数值模拟。 焊接是一个涉及电弧物理、传质传热、冶金和 目前用于焊接接头微观组织模拟的方法主要 力学的复杂过程 ，单纯采用理论方法，很难准 有基于概率模型的MonteCarlo(MC)方法、Cellu- 确解决生产实际问题，而要得到一个高质量的焊 larAutomaton(CA)方法及相场法 。 接结构，必须要控制这些因素。近 20年来，随着 1．1 MonteCarlo(MC)方法 计算机技术的飞速发展，国内外研究者开始用计 MC方法的实质就是采用随机抽样 的方法 算机对焊接进行数值模拟研究，以此来准确分析 来解释物理模型。1983年，Anderson首先提 出 焊接中的一些现象。焊接数值模拟技术的发展使 了将MC方法应用于晶粒生长后尺寸分布等方面 焊接技术有 了突破性的发展。 的研究 ，之后 Radhakrishnan和 Zaeharia提 出了 修整 MC的方法 ，把时间引入到模拟 当中 j，于 1 焊接接头微观组织的数值模拟 是，这种方法开始逐步用于焊接接头的微观组织 模拟。