Тема : Разработка математической модели распределения деформаций при аргонодуговой сварке Al сплавов системы АМг с теплоотводом

Магистерская диссертация г. Ижевск, ИжГТУ по специальности сварочное производство

Работа включает в себя 18 иллюстраций, 9 таблиц и 35 литературных источников.

Актуальность работы состоит в том, что современное машиностроение накладывает все более жесткие требования к проектированию и отработке технологии сварки. Справиться с задачей снижения трудоемкости отработки технологии позволяет применение математической модели остаточных деформаций при сварке алюминиевых сплавов с теплоотводом в воду.

Целью работы является изучение влияния теплоотвода в воду на остаточные деформации при сварке группы алюминиевых сплавов АМг. На основе изученного построение математической модели остаточных сварочных деформаций и проверка ее адекватности.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение……………………………………………………………………………...5

Глава 1. Состояние и постановка вопроса исследования…………………………8

1.1. Постановка задачи……………………………………………………………8

1.2. Характеристика свариваемости алюминиевых сплавов…………………11

1.3. Сварочные напряжения и деформации……………………………………15

1.4. Механизм образования сварочных напряжений и деформаций…………17

1.4.1. Причины возникновения внутренних напряжений и деформаций…………………………………………………………………………18

1.4.2. Способы устранения сварочных напряжений и деформаций……….20

1.5. Моделирование технологических процессов сварки……………………..26

1.5.1. Основы моделирования………………………………………………..26

1.5.2. Типовые задачи технологических процессов сварки………………...28

1.5.3. Этапы математического моделирования……………………………...31

1.5.4. Классификация математических моделей……………………………32

1.5.5. Феноменологический анализ моделируемого процесса……………..39

1.5.6. Математическая постановка задачи…………………………………..40

1.5.7. Преобразование математических моделей к решению на ЭВМ…………………………………………………………………………………46

1.5.8. Точность и адекватность математической модели…………………..51

Глава 2. Разработка математической модели…………………………………….53

2.1. Феноменологический анализ……………………………………………….53

2.2. Температурная задача………………………………………………………55

2.3. Определение параметров задачи…………………………………………...58

2.3.1. Температура фазового перехода………………………………………58

2.3.2. Объемная теплоемкость………………………………………………..58

2.3.3. Теплопроводность……………………………………………………...59

2.3.4. Энтальпия фазового перехода…………………………………………60

2.3.5. Определение коэффициента теплоотдачи…………………………….60

2.4. Деформационная задача…………………………………………….............62

Глава 3. Проверка адекватности модели………………………………………….64

3.1. Экспериментальные данные………………………………………………..64

3.2. Численное моделирование………………………………………………….71

3.2.1. Параметры режимов сварки…………………………………………...71

3.2.2. Алгоритм решения температурной задачи…………………………...72

3.2.3. Алгоритм решения деформационной задачи…………………………73

3.3. Сходимость модели…………………………………………………………76

Заключение………………………………………………………………………….80

Список литературы…………………………………………………………………82