高强钢激光-电弧复合焊接数值模拟研究开题报告

 2024-05-31 18:32:04

1. 本选题研究的目的及意义

高强钢由于其优异的力学性能和较低的成本,在航空航天、交通运输、能源装备等领域得到越来越广泛的应用。

焊接作为高强钢结构件制造中的关键技术,其质量对结构件的整体性能和使用寿命至关重要。

然而,高强钢由于其特殊的物理化学性质,在焊接过程中容易出现热裂纹、冷裂纹、气孔等缺陷,同时焊接热输入对接头组织和性能影响显著,传统的单一焊接方法难以满足高强钢焊接的质量要求。

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2. 本选题国内外研究状况综述

近年来,国内外学者对高强钢激光-电弧复合焊接进行了大量的研究,并取得了一系列重要成果。

1. 国内研究现状

国内学者在高强钢激光-电弧复合焊接方面开展了大量研究工作,并在焊接工艺优化、接头组织性能表征、数值模拟等方面取得了一定的成果。

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3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究将以某型号高强钢为研究对象,利用数值模拟软件建立激光-电弧复合焊接模型,对焊接过程中的温度场、熔池流动行为、残余应力分布等进行模拟分析,并通过实验验证模拟结果的准确性。

1. 主要内容

1.高强钢激光-电弧复合焊接工艺分析:分析高强钢的物理化学特性和焊接性,阐述激光-电弧复合焊接原理和工艺特点,研究焊接工艺参数对接头质量的影响规律。

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4. 研究的方法与步骤

本研究将采用数值模拟和实验验证相结合的研究方法,具体步骤如下:
1.文献调研:查阅国内外相关文献,了解高强钢激光-电弧复合焊接技术的研究现状、发展趋势以及存在的问题,为本研究提供理论基础和技术参考。

2.焊接工艺分析:分析高强钢的物理化学特性和焊接性,研究激光-电弧复合焊接原理和工艺特点,确定焊接工艺参数的取值范围。

3.数值模型建立:选择合适的数值模拟软件,建立高强钢激光-电弧复合焊接三维模型,确定模型的边界条件、初始条件和材料属性参数,并对模型进行网格划分。

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5. 研究的创新点

1.建立高强钢激光-电弧复合焊接三维数值模型,综合考虑激光和电弧的耦合作用、熔池的流动行为、材料的热物理性能变化等因素,提高数值模拟结果的准确性和可靠性。

2.研究不同焊接工艺参数对高强钢激光-电弧复合焊接接头组织和性能的影响规律,揭示复合热源作用下熔池的流动行为和对焊缝成形的的影响机制。

3.结合数值模拟和实验验证,优化高强钢激光-电弧复合焊接工艺参数,提高焊接效率和接头质量,为高强钢激光-电弧复合焊接技术的应用提供理论依据和技术支持。

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6. 计划与进度安排

第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲

第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文

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7. 参考文献(20个中文5个英文)

[1] 董世运, 王东坡, 李方. 激光-电弧复合焊接技术研究进展[J]. 激光与光电子学进展, 2018, 55(03): 199-216.

[2] 刘永超, 宋波, 赵文华, 等. 基于数值模拟的激光-双丝MIG复合焊接温度场和熔池行为研究[J]. 中国激光, 2021, 48(08): 251-260.

[3] 张文武, 刘俊, 冯吉才, 等. 基于Fluent的激光-TIG填丝复合焊接温度场数值模拟[J]. 激光技术, 2020, 44(01): 8-14.

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