螺絲

1點焊熔核溫度場的有限元模彈簧型

1。1基本電、熱方程點焊熱過程的基本方程包括描述焊接區電位分布的電勢方程和描述焊接區溫度場的熱傳導方程。

　　電勢方程決定了焊接區的産熱及其分布熱傳導方程將熱量與材料的熱傳導等熱物理性質聯系起來，並以溫度場的形式表達兩者之間的關系。

　　點焊場問題可按旋轉對稱場問題處理。點焊焊接區爲導電體，其內電位分布由下述微分方程描述式中r、z分別爲圓柱坐標系的徑向坐標和軸向坐標U（r ， z）是圓柱坐標系中的電位函數ρ爲材料的電阻率，它不僅取決于材料的性質（電極材料和工件材料），還與溫度有關，由于焊接區溫度分布不均勻，ρ分布也不均 勻。

　　點焊熱過程傳熱問題爲內熱源的瞬態傳熱問題，熱傳導方程可由下述微分方程描述吉林工業大學自然科學學報式中T（r ， z）是圓柱坐標系中的溫度函數q爲單位體積、單位時間內熱源生成的熱量λ爲熱導率爲比熱容ρ′爲密度。λ、c、ρ′均隨溫度變化，其中c還要考慮相變潛熱 對它的影響。

　　焊接區內某點産生的內熱（q）由該點的拉伸彈簧電位函數和電阻率決定，可按下式計算式中=爲拉普拉斯算子。此式是導體電阻産熱的計算方法，接觸電阻産熱也可按此處理。

　　1。2有限元方程有限元法求解時需將求解域D離散爲子域ΔD ，由這些子域構成原求解域本文子域單元采用軸對稱三角形環形單元。進行有限元計算時，三角形單元節點逆時針編號爲i、j、m。爲了計算方便，對于邊界單元規定j、m爲邊界節點。

　　用伽遼金法將式（2）轉化成爲有限元的積分描述法的形式，經推導得瞬態熱傳導有限元單元平衡方程爲式中爲單元熱容矩陣爲單元熱傳導矩陣爲單元熱交換矩陣F爲內熱生成熱載荷向量F爲表面熱交換載荷向量。

用同樣方法得電場有限元單元方程爲

1。3有限元網格與邊界條件有限元計算網格的剖分對有限元分析的計算精度和計算效率有重要影響。本文有限元計算網格剖分。邊界單元的劃分視電場計算或溫度 場計算的情況不同而不同。電場計算時僅有第一類邊界條件單元，溫度場計算時有第一類邊界條件單元和自然邊界條件單元。作爲絕熱面處理的表面單元，由于單元 的處理方法與內部單元完全一樣，故不視爲邊界單元。單元的剖分避免出現鈍角三角形，並限制三角形邊長的比例。在場變量變化劇烈處加大網格的密度，變化較小 處則適當減小網格的密度，以提高計算精度及計算效率。

電、熱各種邊界條件的取法由于點焊電場是導體內電場，電場集中于電極和工件內，環境介質的電場很弱，可以將它與空氣、水的界面及對稱軸上的電位梯度設爲 零，即U/ n =0。根據點焊實踐，工件與工件的接觸面基本限于塑性環的範圍以內（OA段），事實上在塑性環以外存在工件翹起現象，同時由于對稱性， OA上等電位，可以設定爲U =0。GF爲另一等電位面，電位由某一時刻的電對于熱傳導， NHG面爲冷卻水散熱（散熱系數爲h），FED、DCBA面爲空氣散熱及熱輻射散熱（散熱系數爲h）。考慮對稱面熱流平衡，對稱面NJO、OA按絕熱面處 理，即有T/ n =0。電極界面GF設置爲本質性邊界條件，溫度假設爲T =20℃（室溫）不變。點焊熱過程計算的初始條件也設定爲

1。4物性參數處理點焊熱循環中最高溫度要達到鋼的熔點以上，溫度的變化幅度很大。點焊過程數值模擬中涉及的徐國成等：鋼點焊熔核溫度場的有限元模型電熱物理參數都與溫度有關壓縮彈簧， 並隨溫度的變化發生很大的變化，對點焊過程産生很大的影響，因此在建立的數值計算模型中必須考慮各種電熱物理參數隨溫度的變化關系。本研究的計算模型中涉 及的電極材料爲鉻锆铌銅，工件材料爲65 M n彈簧鋼。兩種材料的各種電熱物理參數的數據主要來源于手冊或資料，但一些性能參數數據（尤其是高溫性能參數數據）不夠完整，還需要利用一定的方法計算確 定。

博主好站推薦： 專營塑膠模具業與汽車模具業所使用的刀具 鎢鋼刀片 鑽石刀片 銑床夾具 切削工具 提供客戶優質cnc刀具 捨棄式鑽頭 捨棄式刀盤 機械配件 二手刀片 工程塑膠絕緣材料鐵氟龍 PTFE 專業機械買賣 焊條就找PP和 PE 皇浚企業有限公司生產切削工具 磨刀機最實用的 CNC工具 刻磨機 鑽頭都是很有用的