双椭球热源模型误差分析：热流参数影响与取值建议

"双椭球热源模型热流分布参数取值的误差分析" 本文由郑振太、单平等人撰写，研究了双椭球热源模型在不同热流分布参数值下的最大热流密度误差。他们从Goldak的原始双椭球热源模型出发，推导出模型的一般表达式，进而进行了误差分析。研究结果强调，为了确保焊接数值模拟的准确性，不应将双椭球热源模型的热流分布参数设定为小于5的值。 焊接热源模型是描述焊接过程中热输入在时间和空间分布特性的数学工具。在大多数静态热源模型中，热源模型被视为在整个焊接过程中不变。然而，动态热源模型则考虑了热输入随焊接进程的变化，如在短路过渡CO2气体保护焊中，电弧熄灭和熔滴形成交替，构成动态热源。 建立静态热源模型的关键在于确定其空间分布形态和分布模式，而动态热源模型还需要考虑这些因素随时间的演变。热源模型的选择直接影响瞬态焊接温度场的计算精度，特别是对于靠近热源区域的温度影响显著。 在多层多道焊的数值模拟中，由于每一层的热流条件不同，需要采用动态热源模型，并调整参数。Goldak的双椭球模型因其适用性而广泛应用于焊接数值模拟。研究者通过推导模型的一般形式，分析了不同热流分布参数的误差，以提供参数选取的指导。 1.1 Goldak的标准双椭球模型描述了一个椭球形热源，该模型考虑了焊接热源的不对称性和三维特性，其形状和强度可以通过一组参数来调整。在进行误差分析时，作者可能比较了不同参数设置下模型的预测结果与实测数据的吻合程度，以确定最佳参数范围。 通过对双椭球热源模型的深入研究，本工作为焊接过程的数值模拟提供了更精确的方法，有助于优化焊接工艺，减少因模型参数选择不当导致的模拟误差。这对于提高焊接质量、预测和控制焊接变形具有重要意义。