内容概要:本文详细介绍了使用Fluent进行激光焊接熔池模拟的全过程,涵盖从建模、网格划分、UDF编写到求解器设置以及后处理的各个环节。首先,通过Workbench进行几何建模,特别强调了激光作用区域的精细网格划分,确保熔池区域的准确性。接着,编写自定义UDF来实现动态高斯热源模型,这是模拟的关键步骤之一。求解器设置方面,选择了合适的瞬态求解器和湍流模型,并设置了合理的初始条件和边界条件。后处理部分则展示了如何利用CFD-Post和Paraview进行结果可视化,包括温度场、流速场的展示和分析。此外,文中还提供了多个实用技巧和常见问题解决方案,帮助用户避开常见的陷阱。 适合人群:从事激光焊接研究的技术人员、研究生及以上学历的研究者。 使用场景及目标:适用于需要深入了解激光焊接熔池形成机制的研究项目,旨在提高模拟精度和效率,为实际焊接工艺提供理论支持和技术指导。 其他说明:本文不仅提供了详细的步骤指南,还分享了许多实践经验,对于初学者来说是非常宝贵的参考资料。同时,文中提到的一些高级设置和技巧可以帮助有经验的研究者进一步优化模拟效果。
2025-09-05 11:31:46 273KB
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内容概要:本文详细探讨了利用 FLOW 3D 对同轴送粉激光沉积进行熔池流场与温度场的数值模拟研究。文中介绍了如何设置材料属性(如密度、导热系数、表面张力系数等),并讨论了不同参数(如激光功率、扫描速率、送粉量)对熔池行为的影响。同时,文章还涉及了多轴送粉的坐标系变换、重力加速度的分解以及表面张力模型的应用。此外,作者分享了一些实际应用中的经验教训,如时间步长的选择、应力释放模块的引入以及针对特定材料(如钛合金)的特殊处理方法。 适用人群:从事增材制造领域的研究人员和技术人员,特别是那些关注熔池流场与温度场仿真的专业人士。 使用场景及目标:适用于希望深入了解同轴送粉激光沉积过程中熔池行为的研究人员和技术人员。目标是通过数值模拟提高增材制造工艺的精度和效率,降低试错成本。 其他说明:文章不仅提供了理论指导,还结合了实际案例,展示了如何解决仿真过程中遇到的具体问题。这对于实际生产中的参数调整和优化具有重要参考价值。
2025-08-10 16:48:58 324KB
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激光熔覆是一种先进的表面工程技术,它利用高能密度的激光束作为热源,将合金粉末或其它形式的填料熔覆在基体材料表面,形成具有特定性能的熔覆层。近年来,随着激光增材制造技术的迅猛发展,激光熔覆技术在激光增材制造领域中扮演着越来越重要的角色。 激光熔覆技术在现代制造领域中扮演着越来越重要的角色,因为它不仅能够提高材料的耐磨损、耐腐蚀等性能,还能够在材料修复、精密制造等方面展现出巨大的应用潜力。通过激光熔覆技术,可以在不同的基体材料上沉积不同性能的材料层,实现了对材料性能的定制化设计。 在激光熔覆过程中,同步送粉是一种重要的技术手段,它可以确保熔覆层的均匀性和致密度。熔池流动传热耦合是激光熔覆过程中的关键物理现象,涉及熔池的温度分布、流动特性和热传导等复杂过程。由于激光熔覆过程涉及熔池的快速凝固,潜热的释放和吸收对熔池的温度场和相变过程具有显著影响,因此在仿真模拟中必须予以考虑。 COMSOL Multiphysics是一款强大的多物理场耦合仿真软件,它能够模拟激光熔覆过程中的熔池流动、传热和相变等复杂现象。通过构建合适的数学模型,结合布辛涅斯克近似和粘性耗散等因素,可以更准确地模拟激光熔覆过程中的熔池行为。这种仿真技术不仅有助于优化激光熔覆的工艺参数,还可以用于预测熔覆层的最终性能。 在实际的激光熔覆技术应用中,需要深入探讨熔池流动与增材制造之间的关系,这包括熔池的流动特性如何影响熔覆层的质量,以及如何通过控制工艺参数来优化熔覆效果。此外,从制造的角度来看,激光熔覆技术在提高生产效率、降低成本等方面展现出明显的优势,因此在航空、汽车、模具制造等行业有着广泛的应用前景。 激光熔覆技术与COMSOL模拟的结合,为材料科学和制造工程的研究与实践提供了新的工具和方法。通过深入分析熔池流动与增材制造的相互作用,可以为未来材料表面性能的提升和先进制造技术的发展提供重要支持。
2025-07-08 16:11:30 287KB
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元胞自动机模拟晶粒生长 熔池微观组织演变,模拟枝晶,晶粒生长,合金凝固,熔池模拟 单个等轴晶生长 柱状晶生长模拟 焊接熔池合金凝固(可耦合温度场)元胞自动机模拟(CA)动态再结晶过程,晶粒大小,动态再结晶,Comsol 锂枝晶生长模型,锂枝晶生长,锂离子浓度分布,电势分布 元胞自动机(CA)是一种离散的数学模型,用于模拟和分析复杂的动态系统。在材料科学领域,CA被广泛应用于模拟晶粒生长和熔池微观组织的演变过程。这些模拟对于理解合金凝固过程、枝晶生长机制以及焊接熔池中合金的凝固行为具有重要意义。元胞自动机模型通过定义一组简单的局部规则,能够模拟出复杂的全局现象,这一特性使其成为研究微观组织演变的有效工具。 元胞自动机模拟晶粒生长时,可以详细展现熔池中的微观组织演变,包括等轴晶和柱状晶的生长过程。这些模拟能够帮助研究者预测晶粒的大小、形态以及分布情况,这对于控制材料的微观结构和最终性能至关重要。元胞自动机模拟技术还可以分析晶粒生长与熔池微组织演变的关系,深入探索熔池合金凝固的机制。 在焊接过程中,焊接熔池合金的凝固行为是影响焊接接头性能的关键因素之一。通过耦合温度场的元胞自动机模拟,可以更准确地预测焊接熔池中合金的凝固过程和晶粒生长情况,从而优化焊接工艺参数,提高焊接质量。 动态再结晶过程是材料加工中常见的一种微观组织演变现象,它对材料的力学性能有着显著的影响。元胞自动机模拟技术可以用来分析动态再结晶过程中晶粒尺寸的变化,以及再结晶动力学行为。这对于改善材料加工工艺、提升材料性能具有重要的实际应用价值。 锂枝晶生长是锂离子电池中一个重要的现象,它直接关系到电池的循环稳定性和安全性。利用元胞自动机模拟锂枝晶生长,可以研究锂离子浓度分布和电势分布对枝晶生长的影响,为锂离子电池的材料设计和结构优化提供理论指导。 元胞自动机作为一种强大的模拟工具,在模拟晶粒生长、熔池微观组织演变以及焊接熔池合金凝固等方面展现出巨大的应用潜力。通过计算机模拟,可以在不破坏材料的前提下,深入探索材料的微观结构和性能之间的关系,为材料科学的研究和发展提供了新的视角和方法。
2025-06-19 15:59:44 99KB csrf
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人工智人-家居设计-恒流TIG焊接熔池形状参数的视觉检测及智能控制.pdf
2022-07-11 19:05:50 2.99MB 人工智人-家居
建立了基于CCD摄像机的激光熔覆过程检测系统,得到熔池的动态变化过程。从动态视频中读取每祯数字图像,获得稳定的熔池区图像。对熔池图像处理的算法进行研究,得到清晰准确的熔池形貌边缘;提取熔池中心,得到单道熔覆层熔池的相对高度变化,能够近似表征沉积表面的起伏。在图像采集卡与计算机图像处理单元互相通信和采集软件模块的基础上进行连续视频图像实时处理程序的开发,在0.2 s内完成对图像的采集处理工作,为获得精确的熔池位置偏差和激光熔覆过程控制提供了检测基础。
2021-11-05 10:48:37 959KB 材料加工 激光熔覆 熔池 图像处理
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深熔激光焊接熔池温度场的数值模拟,张瑞华,樊丁,利用旋转GAUSS曲面体新型热源模型,忽略深熔激光焊时小孔对传热的影响,建立了移动激光热源作用下的三维数学模型。利用PHOENICS3.4软�
2021-11-02 10:49:15 308KB 首发论文
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铝合金方波交流TIG焊熔池图像处理,闫志鸿,胡婷,方波交流TIG焊工艺在铝合金结构中得到了广泛的应用,为了实现焊缝成形的自动控制,本文开发了一套针对熔池成形的视觉传感系统,该
2021-10-13 10:21:46 441KB 首发论文
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为了准确的模拟出激光深熔焊接中小孔的动态变化过程,根据小孔内激光的能量吸收机制,采用Palticle Level Set方法和有限差分模型的光线追踪法来描述小孔对激光能量的吸收作用,建立了描述激光深熔焊接过程中熔池动态行为和小孔瞬态演化行为的三维数值模型。动态模型中考虑了菲涅耳吸收、蒸发潜热、凝固/熔化潜热和熔池内液态金属的耦合对流传热等物理因素,以及反冲压力、表面张力和热毛细力等力学因素的影响。通过对30CrMnSiA钢激光焊接过程的数值模拟,得到了动态焊接过程中小孔深度的变化规律和小孔的形貌特征、能量
2021-09-24 20:29:10 843KB 工程技术 论文
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行业分类-机械工程-一种富氧双侧吹熔池炼铜炉炉顶投料装置.zip