論文開(kāi)題：不銹鋼水龍頭殼體激光焊縫溫度場(chǎng)數(shù)值模擬分析

大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開(kāi)題報(bào)告
學(xué)院：機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院　　　　　　　　專業(yè)班級(jí)：　材料成型及控制工程

課題名稱 不銹鋼水龍頭殼體激光焊縫溫度場(chǎng)數(shù)值模擬分析

1、本課題的的研究目的和意義：

目前，水龍頭殼體在業(yè)界普遍采用鑄造的方法來(lái)生產(chǎn)。眾所周知，鑄造是工業(yè)耗能問(wèn)題突出的工藝，表現(xiàn)出高耗能、高污染等負(fù)效應(yīng)。這與我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求的節(jié)能、減耗，環(huán)保的思想相偏離。
針對(duì)上述問(wèn)題，在水龍頭殼體的制造工藝上進(jìn)行創(chuàng)新嘗試并根據(jù)產(chǎn)品為薄殼式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，應(yīng)用能量高度集中的激光焊接方法。對(duì)于薄板，激光焊是最為適合的焊接方法。該課題研究對(duì)象為不銹鋼薄壁結(jié)構(gòu)，因此激光焊最為理想。相比其他焊接方法，激光的功率密度高，加熱集中，熱影響區(qū)窄，焊接殘余應(yīng)力也小，特別適宜于精密焊接，焊縫致密，無(wú)缺陷，焊縫強(qiáng)度也高。在科學(xué)研究和工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域，數(shù)值模擬方法是繼理論解析方法、實(shí)
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70 年代以來(lái)，國(guó)外許多學(xué)者對(duì)激光焊接機(jī)理進(jìn)行深入的研究， 并提出了相應(yīng)的物理模型�？紤]熔池形狀以及熔池中金屬的流動(dòng)和熱流的分布，考慮了電子密度、離子化程度、等離子體對(duì)入射激光的吸收系數(shù)和激光焊接工藝參數(shù)對(duì)熔深的影響，建立了不同的能量吸收模型。但是由于焊接過(guò)程的復(fù)雜性， 焊接過(guò)程的三維數(shù)值模擬仍只停留在以典型接頭作為研究對(duì)象，而且這些研究偏向于應(yīng)用物理和量子力學(xué)的研究領(lǐng)域，在實(shí)際工程分析中存在一定的局限性。目前關(guān)于焊接溫度場(chǎng)的有限元計(jì)算已經(jīng)有很多報(bào)道，主要因?yàn)橛绊憯?shù)值模擬技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中得到應(yīng)用的主要原因是計(jì)算時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或計(jì)算精度不高，在國(guó)內(nèi)，有關(guān)激光焊接機(jī)理以及激光焊接溫度場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)的數(shù)值模擬方面的研究正在逐漸引起重視。
2.本課題的主要研究?jī)?nèi)容（提綱）和成果形式：
研究?jī)?nèi)容：
a) 學(xué)習(xí)marc數(shù)值模擬軟件，熟悉數(shù)值模擬計(jì)算方法；
b) 利用marc建立不銹鋼水龍頭激光焊有限元模型，了解材料參數(shù)的設(shè)置等；
c) 掌握水龍頭激光焊溫度場(chǎng)的分布規(guī)律及趨勢(shì)；
d) 能夠利用數(shù)值模擬的方法來(lái)預(yù)測(cè)水龍頭實(shí)際的激光焊過(guò)程;
成果形式：
得出不同參數(shù)下不銹鋼水龍頭激光焊的數(shù)值模擬分析結(jié)果，對(duì)比分析水龍頭激光焊各參數(shù)的變化對(duì)溫度場(chǎng)的影響，最終寫出相應(yīng)論文。


4、擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題：

1、如何用marc建立不銹鋼水龍頭模型；
2、如何用將激光參數(shù)加入到不銹鋼水龍頭模型中；
3、在不同參數(shù)下對(duì)不銹鋼水龍頭激光焊進(jìn)行數(shù)值模擬，對(duì)比分析參數(shù)的變化對(duì)激光焊的溫度場(chǎng)的影響；

5、研究思路、方法和步驟：

思路：選擇材料，建立相應(yīng)模型，變化參數(shù)，得出不同參數(shù)下激光焊的溫度場(chǎng)及變形的結(jié)果。
方法：數(shù)值模擬
步驟：查閱相關(guān)文獻(xiàn)，了解模型建立的基本方法；學(xué)習(xí)數(shù)有限元分析軟件MARC，建立有限元模型（建立模型構(gòu)架，網(wǎng)格劃分，再進(jìn)行邊界條件、材料屬性、工況的定義，初步運(yùn)算，調(diào)試模型）；進(jìn)行不同參數(shù)下激光焊的數(shù)值模擬計(jì)算，對(duì)比分析參數(shù)的變化對(duì)激光焊的溫度場(chǎng)的影響；寫出相關(guān)論文。


6、本課題的進(jìn)度安排：

第一周 — 第三周： 查閱資料、文獻(xiàn)、了解課題及學(xué)習(xí)模擬軟件MARC
第四周 — 第六周： 進(jìn)行激光焊過(guò)程模擬模型的建立，進(jìn)行網(wǎng)格劃分
第七周 — 第八周： 進(jìn)行邊界條件、材料屬性、工況的定義，初步運(yùn)算，調(diào)試模型
第九周 — 第十一周：進(jìn)行不同參數(shù)下激光焊的數(shù)值模擬計(jì)算，對(duì)比分析參數(shù)的變化對(duì)焊接變形及溫度場(chǎng)的影響
第十二周—第十四周：撰寫畢業(yè)論文

7、參考文獻(xiàn)：

[1] 陳彥賓.現(xiàn)代激光焊接技術(shù).科學(xué)出版社，2005-10
[2] 龍連春.數(shù)值模擬技術(shù)與分析軟件.科學(xué)工業(yè)出版社，2012-1
[3] 楊建國(guó)主編.焊接結(jié)構(gòu)有限元分析基礎(chǔ)及Marc及MSC實(shí)現(xiàn).機(jī)械工業(yè)出版社，2012-10
[4] 陳火紅. Marc有限元實(shí)例分析教程.機(jī)械工業(yè)出版社.
[5] 韓榮第, 王揚(yáng), 張文生編著.現(xiàn)代機(jī)械加工新技術(shù). 電子工業(yè)出版社.2003-4
[6] (德)埃里希•�？斯轮�；朱學(xué)軍譯.不銹鋼焊接冶金。.化學(xué)工業(yè)出版社.2004-7
[7] 陳德和編.不銹鋼的性能與組織 .機(jī)械工 ……（未完，全文共2731字，當(dāng)前僅顯示1736字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《論文開(kāi)題：不銹鋼水龍頭殼體激光焊縫溫度場(chǎng)數(shù)值模擬分析》）