激光深熔焊小孔动态模拟:三维数值分析
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更新于2024-08-12
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"该资源是一篇2015年的工程技术论文,主要研究激光深熔焊中熔池和小孔的动态行为。通过采用Particle Level Set方法和光线追踪法的有限差分模型,模拟了激光在小孔内的能量吸收,建立了三维数值模型,以探讨30CrMnSiA钢激光焊接过程中的小孔动态演变和熔池行为。"
这篇论文关注的是激光深熔焊接技术,这是一种高精度、高效率的焊接方法。在激光深熔焊过程中,小孔的形成和动态变化是决定焊接质量和稳定性的关键因素。论文中提到的小孔是指激光照射下金属局部熔化并蒸发形成的空腔,它对焊接过程的热量吸收和能量传递起着重要作用。
作者采用了Particle Level Set方法,这是一种用于追踪自由表面变形的计算方法,能够精确描述熔池边界的变化。同时,结合有限差分模型的光线追踪法,可以更准确地模拟激光在小孔内的能量分布和吸收情况。模型中考虑了多种物理因素,如菲涅耳吸收(光在材料表面的吸收)、蒸发潜热(物质由液态变为气态所吸收的热量)、凝固/熔化潜热(固体转变为液体或反之所需热量)以及熔池内部液态金属的耦合对流传热。此外,还考虑了力学因素,包括反冲压力(熔融金属受激光照射后的反作用力)、表面张力(液体表面自然趋向最小表面积的力)和热毛细力(由温度梯度引起的表面张力变化)。
通过对30CrMnSiA钢的激光焊接进行数值模拟,论文得出了小孔动态演变的三个阶段:线性增长阶段、振荡增长阶段和高频振荡阶段。每个阶段小孔的形态和能量分布都有所不同,这些变化可能导致焊接不稳定性及缺陷的产生。小孔的振荡是焊接过程中的重要现象,它直接影响焊接的质量和可能产生的缺陷。
关键词涵盖了激光深熔焊的核心概念,如光线追踪法(用于模拟激光能量传输)、小孔稳定性(焊接过程的关键因素)以及数值模拟(用于研究这些复杂现象的工具)。这篇论文的贡献在于提供了对激光深熔焊中动态行为的深入理解,对于优化焊接工艺和减少缺陷具有重要的理论指导意义。
这篇论文深入探讨了激光深熔焊接过程中熔池和小孔的动态行为,利用先进的计算方法揭示了影响焊接质量的关键因素,对于理解和改进激光焊接技术具有重要价值。
2021-09-30 上传
2020-01-01 上传
2022-07-15 上传
2021-02-07 上传
2020-03-03 上传
2021-02-11 上传
2021-02-21 上传
2021-02-04 上传
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