基于fluent横向窄间隙tig焊数值模拟

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1、摘要窄间隙焊接技术已成为现代工业生产中厚板结构焊接的首选技术，其技术和经济优势决定了它是今后厚板焊接技术发展的主要方向之一。同时，横向窄间隙TIG焊实际运用中也遇到的焊缝两侧熔深不一致的难题。对于这一现象的产生目前业界还没有深入的探讨也没有严密的理论支持。本文借助FLUENT软件对横向窄间隙焊两侧熔深不一致的现象进行了模拟分析。由于模拟过程涉及到自由表面和热源不固定等问题，众多传统的热源模型不能满足课题的要求，所以本文在假设焊缝两侧热量输入等量的条件下建立了新的对称热源模型。本文得到了同一热源不同时间以

2、及不同热源同一时间的计算结果，对温度场和焊缝形貌进行了客观的描述，随后总结了横向窄间隙焊的特点和规律并分析了横向窄间隙焊两侧熔深不一致的现象的产生机理。本文亦依据模拟分析的结果对相关物理参数条件作出了优化得到了优化的新流场和温度场，在此基础上对解决横向窄间隙焊两侧熔深不一致的现象提出了自己的看法。本文同时也介绍了大型商业通用CFD软件—FLUENT。在焊接模拟领域，应用商业软件愈来愈成为一种趋势。以前人们普遍使用了ANSYS、PHOENICS、MARC等软件，相比之下优秀的FLUENT软件在焊接领域的应

3、用鲜有报道。本文详细分析了软件的原理、结构及特点，并且在熟悉的基础上针对焊接模拟的特殊性做了二次开发。关键词FLUENT：数值模拟；窄间隙焊；TIG焊；焊接熔池ABSTRACTNarrowgapwddingtechnologyhasbecomethepreferredtechnologyinproductionofplatowddingtechnology．Itstechnologicalandeconomicadvantagesmakeitwillbeoneofthemajordirectionsof

4、thedevelopmentofweldingtechnology．Meanwhile,theactualapplicationofhorizontalilarrowgapTIGweldingencounteredso

5、rineproblems．Whenweldinginhorizontalposition,itisobservedthatthebottomsidewallpenetrationislowerthanthetipperone．Thisphenomenonhasnotbestudydeep

6、lybynow．Inthispaper,FLUENTsoftwareWfl8usedtostimulateandanalysethisphenomenon．Asthesimulationprocessimtolvesfreesurfaceflows，manyofheatresourcemoddsnolongermeettherequirements．Soanowheatrcsourcemodd，whichbasedontheassumptionthatbothsidesofweldaregivenequ

7、alenergy,Wasestablished．ThedetailoftemperatureandflowfiledWasdescribedimpersonality．Underthehelpofresultsofsimulationresult,newoptimizationflowandtemperaturefieldweregotteninthispaper．Accordingtothebasis，theproblemofhorizontalnan'owgapweldingpenetrationw

8、illbcsolvedwell．Thispaperalsointroducedalarge-scalecommercialCFDsoRware---FLUENT．Inthefieldofweldingsimulation，commercialsoftwarehasbecomenloreandmorepopular．Manycommercialsoftware，involveANSYS，PHOENICS，MARCandSOon,havebeenknowntoa11．Incontrast,thecaseof

9、FLUENT'sapplicationinthisfieldwasrarelyreported．Thesoftwareprinciples，structuresandcharacteristicswasintroducedinthispaperandsecondarydevelopmentWasdonetoo．Keywords：FLUENT；Narrowgapwelding；Stimulation；TIG；Weldingp001．Ⅱ-躲撵吼