1。2高强钢的焊接研究现状

1。3 焊接温度场的数值模拟概述

1。3。1 研究焊接数值模拟的意义

数值模拟是工业以及科研中运用的一种十分广泛的研究方法，它是以实验为基础，采取一组方程式来描述实际焊接过程中的某一个方面，采用有元分析或数值方法求解以获得该过程的定量[7]。随着计算机数值模拟技术的发展，使得以前只能够凭借经验定性描述焊接过程逐步转变成为依靠科学定量分析的过程，使之前人们无法描述的焊接过程中熔池的变化也慢慢成为可以被观察和控制，因此焊接技术的研究方法发展也产生了质的飞跃。在大量应用了计算机数值模拟后，机械，石油，化工等行业大量减少了用于试验研究的人力、财力，同时其精确的模拟结果也帮助我们理解了复杂的焊接物理现象和过程，由于焊接的本质其实就是一个多物理场强耦合的过程，因此这个过程有特定的规律可循。国内外众多研究员和学者对数值模拟的研究已经达到了一定的深度，他们累积了一定的经验，因而可以通过应用数值模拟的办法来寻找一些特殊材料的焊接新思路和新办法。随着计算机模拟软件的不断更新换代，使得研究人员可以通过数值模拟的办法，预测焊接结果能否满足生产技术要求，可以选取适当的工艺参数以减少实验成本，并配合应用于焊接产品开发与研制，综上可知，数值模拟的产生是焊接从经验走向定量研究学科的重要标志。计算机数字化的出现让设计人员可以通过使用软件技术来快速的完成焊接过程模型的建立，从而得到温度场及应力场的分布，以此改善产品在实际生产应用过程中的不协调因素，巨大的提高了焊接研究的价值，了解焊接多种工艺因素对焊接结果的影响，从而选择最适当的焊接手段及焊接工艺。焊接数值模拟技术在工业上的广泛应用，使得它在工业应用研究方面巨大的发展潜力，总的来说，焊接数值模拟所具有的理论意义以及实际应用价值是十分巨大，运用它可以解决很多种复杂的工程问题。随着科学技术的发展，数值模拟技术本身也在不断的提高，当前，焊接数值模拟技术几乎适用于各个焊接领域，比如：焊接热传导分析、电弧物理、焊接熔池流体力学、焊接冶金及焊接接头组织性能的预测、焊接应力与变形等诸多领域[8]。论文网

1。3。2   国内外焊接数值模拟研究现状

1。3。3高强钢厚大构件的数值模拟进展

 在上个世纪中期，国内外对高强钢厚大构件的多层多道焊焊接的温度场及应力场的研究时间较短，其基本理论体系也尚不完善。在20世纪70年代，Ueda[17]等研究人员首先通过使用有限模拟方法研究了大厚深坡口的多层多道焊焊接接头的残余应力分布情况，最后对焊接接头的应力场研究表明：在最后一层焊道表面下，焊接接头的残余应力是最大的。

综上所述，多数学者应用数值模拟的研究方法大都集中在中厚板的研究上，然而对于复杂大型的高强钢厚大构件的有限模拟的研究却比较少。对厚大构件的研究方式，相对于以前只能依赖人工试验结果总结焊接经验，当对厚板乃至超厚板的数值模拟研究将会大大的节省研究的成本。伴随着近几年计算机模拟技术的发展，通过使用有限元软件对高强钢厚板焊接残余应力及变形的焊前预测越来越普遍，在工程应用上也逐渐转变为焊接的动态模拟。由于目前厚大构件啊的焊接基本上都是采用的工艺手段是多层多道焊接，虽然三维有限模拟比二维有限模拟更加复杂，但是其结果却比却更加的精确和贴近实际，因此对有限元的数值模拟过程的研究从一维、二维到三维，从单道焊到多道焊，在逐步深入研究的过程中，各位研究学者不断的发现问题和解决问题，不断的完善研究方法，渐渐的将影响焊缝质量的因素不断的加入考虑，最终发展到了现在的广泛使用的阶段，提高了研究精度和应用范围，不但可以修正实验结果，同时还能预测材料的应用性能，可以说是当前工业应用方面的重要方法之一，因此我们要在学习前人的经验中不断的提出和解决现阶段的问题，提高工业生产水平以及其研究水平，从而改善生活质量。