焊接過程的數(shù)值模擬內(nèi)容簡介

焊接是一個涉及電弧物理、傳質(zhì)傳熱、力學(xué)、冶金與材料學(xué)等多物理場耦合的復(fù)雜過程，影響因素繁多。隨著計算機(jī)科技的快速發(fā)展，焊接數(shù)值模擬技術(shù)得到了越來越廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。

《焊接過程的數(shù)值模擬》以“理論介紹一數(shù)值模擬實現(xiàn)方法一具體應(yīng)用案例”為主線，結(jié)合通用數(shù)值模擬軟件及實用的算例，對多種常見焊接方法及焊接過程中涉及的熱、力、微組織相變、電弧及溶池流體等諸多物理過程給出了數(shù)值模擬實現(xiàn)方法。

《焊接過程的數(shù)值模擬》理論講解詳細(xì)深入，實例內(nèi)容豐富、可操作性強(qiáng)，可作為高等院校焊接技術(shù)與工程及其相關(guān)專業(yè)本科生及研究生學(xué)習(xí)焊接數(shù)值模擬技術(shù)和相關(guān)軟件的教材，也可供廣大焊接工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)和參考。

第1章 緒論

1．1 焊接物理過程的復(fù)雜性

1．2 數(shù)值模擬的基本概念與步驟

1．3 數(shù)值方法與數(shù)值模擬軟件

1．4 焊接數(shù)值模擬的內(nèi)容

1．5 焊接數(shù)值模擬的意義與發(fā)展概況

第2章 焊接物理過程基礎(chǔ)

2．1 焊接熱過程

2．1．1 常用焊接熱源及熱效率

2．1．2 焊接熱源模型

2．1．3 焊接溫度場及傳熱定律

2．2 焊接應(yīng)力與材料力學(xué)本構(gòu)

2．2．1 焊接殘余應(yīng)力的產(chǎn)生

2．2．2 材料的率無關(guān)彈塑性本構(gòu)

2．3 接頭熱影響區(qū)微觀組織演化

2．3．1 接頭微觀組織演化簡介

2．3．2 相變描述方法

2．3．3 相變模型

2．4 焊接電弧與焊接熔池

2．4．1 焊接電弧

2．4．2 焊接熔池

第3章 有限元軟件基礎(chǔ)

3．1 Abaqus軟件基礎(chǔ)

3．1．1 Abaqus軟件簡介

3．1．2 Abaqus幫助文檔

3．2 Abaqus的初步使用

3．2．1 Abaqus分析的基本步驟

3．2．2 Abaqus／CAE簡介

3．2．3 Abaqus／CAE的功能模塊

3．3 Abaqus中的單位體制

3．4 Abaqus中的單元

3．4．1 單元的分類

3．4．2 單元的表征與命名

3．4．3 單元的選擇

3．5 Abaqus的主要文件類型

3．6．inp文件

3．6．1．inp文件的組成

3．6．2．inp文件的結(jié)構(gòu)

3．6．3．inp文件的語法格式

3．6．4．inp文件的修改

3．6．5．inp文件的執(zhí)行

3．7 Abaqus用戶子程序文件

3．7．1 Abaqus用戶子程序

3．7．2 用戶子程序的編寫

3．7．3 用戶子程序的執(zhí)行

3．8 ANSYSFluent軟件簡介

3．9 nuent計算流程

3．1 0nuent的初步使用

3．1 0．1 Fluent的啟動與主界面

3．1 0．2 Fluent讀入與檢查網(wǎng)格

3．1 0．3 物理模型的選擇

3．1 0．4 材料屬性設(shè)置

3．1 0．5 相的設(shè)定

3．1 0．6 計算域條件設(shè)定

3．1 0．7 邊界條件設(shè)定

3．1 0．8 動網(wǎng)格設(shè)置

3．1 0．9 參考值設(shè)置

3．1 0．1 0求解器算法設(shè)置

3．1 0．1 1求解參數(shù)設(shè)置

3．1 0．1 2求解監(jiān)視窗口設(shè)置

3．1 0．1 3初始化設(shè)置

3．1 0．1 4運算設(shè)置

3．1 0．1 5運行計算設(shè)置

3．1 0．1 6結(jié)果設(shè)置

3．1 1Fluent用戶自定義程序

3．1 1．1 UDF概述

3．1 1．2 Fluent中的網(wǎng)格拓?fù)?

3．1 1．3 UDF中的自定義函數(shù)

3．1 1．4 編譯與加載UDF

3．1 2用戶自定義內(nèi)存變量

3．1 3用戶自定義標(biāo)量

第4章 焊接熱力模擬一一熱彈塑性法

4．1 熱彈塑性法的基本假設(shè)

4．2 熱源參數(shù)及材料性能參數(shù)

4．3 模擬過程中需要注意的問題

4．3．1 熱力耦合方式的選取

4．3．2 熱源模型的選擇與校核

4．3．3 有限元網(wǎng)格大小的選取

4．4 電弧焊接熱力耦合綜合實例

4．4．1 問題描述

4．4．2 問題分析

4．4．3 Abaqus／CAE溫度場分析過程

4．4．4．Abaqus／CAE應(yīng)力場模擬分析過程

第5章 焊接熱力模擬一一固有應(yīng)變法

5．1 固有應(yīng)變法的基本理論

5．1．1 固有應(yīng)變的基本概念

5．1．2 固有應(yīng)變法與熱彈塑性法的關(guān)系

5．1．3 固有應(yīng)變法的解析計算

5．1．4 固有應(yīng)變法的有限元計算

5．2 固有應(yīng)變參數(shù)的確定

5．2．1 縱向固有應(yīng)變系數(shù)的確定

5．2．2 橫向固有應(yīng)變系數(shù)的確定

5．3 固有應(yīng)變的施加區(qū)域

5．4 多道焊的固有應(yīng)變

5．5 T形接頭的縱向固有應(yīng)變

5．6 固有應(yīng)變法平板堆焊綜合實例

5．6．1 問題描述

5．6．2 問題分析

5．6．3 Abaqus／CAE分析過程

第6章 特種焊的數(shù)值模擬

6．1 點焊過程的數(shù)值模擬

6．1．1 電阻點焊過程的特點

6．1．2 點焊數(shù)值模擬分析方法的演化過程

6．2 點焊熱．力．電耦合模擬綜合實例

6．2．1 問題描述

6．2．2 問題分析

6．2．3 Abaqus熱．力．電耦合分析過程

6．3 攪拌摩擦焊的數(shù)值模擬

6．3．1 攪拌摩擦焊簡介

6．3．2 攪拌摩擦焊的數(shù)值模擬方法

6．4 攪拌摩擦焊動力學(xué)模擬實例

6．4．1 問題描述

6．4．2 問題分析

6．4．3 攪拌摩擦焊動力學(xué)分析過程

第7章 焊接熱影響區(qū)組織模擬

7．1 焊接熱影響區(qū)組織轉(zhuǎn)變與Mbldy模型

7．2 低合金鋼焊接熱影響區(qū)組織演變模擬實例

7．2．1 問題描述

7．2．2 問題分析與思路

7．2．3 子程序編制要點

7．2．4 焊接熱影響區(qū)相變模擬具體過程

第8章 焊接電弧及熔池的流體力學(xué)模擬

8．1 焊接電弧的流體力學(xué)模擬

8．1．1 電弧等離子體的特點與基本假設(shè)

8．1．2 電弧控制方湲

8．2 TIG焊電弧流體力學(xué)模擬綜合實例

8．2．1 問題描述

8．2．2 問題分析

8．2．3 TIG焊電弧流體力學(xué)模擬過程

8．3 焊接熔池的流體力學(xué)模擬

8．3．1 焊接熔池的流體特點與基本假設(shè)

8．3．2 焊接熔池控制方程

8．4 等離子．MIG復(fù)合焊熔池流體力學(xué)模擬實例

8．4．1 問題描述

8．4．2 問題分析

8．4．3 復(fù)合焊接電弧．熔池流體力學(xué)模擬過程

附錄

參考文獻(xiàn)2100433B

科學(xué)

PIC數(shù)值模擬方法，即Particle-In-Cell, 可用于分子原子尺度運動的計算機(jī)數(shù)值模擬，在等離子體研究等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。 2100433B