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电力建设期刊 网站无法访问,iis网站拒绝显示此网页,贵阳花果园r区网站建设,扬州网站建设电话COMSOL水平集方法对激光焊接过程中熔池特征进行仿真分析#xff0c;详细展示了激光焊接过程中熔池内部温度场、流场以及蒸汽反冲现象 有参考文献#xff0c;源文件#xff0c;结果云图等车间里激光焊接的火花四溅#xff0c;金属表面瞬间熔化的场景总让人联想到科幻片。但你…COMSOL水平集方法对激光焊接过程中熔池特征进行仿真分析详细展示了激光焊接过程中熔池内部温度场、流场以及蒸汽反冲现象 有参考文献源文件结果云图等车间里激光焊接的火花四溅金属表面瞬间熔化的场景总让人联想到科幻片。但你知道吗那个指甲盖大小的熔池里温度场能飙到3000K以上液态金属的流速堪比小型瀑布今天咱们用COMSOL的水平集方法带大家看看这个微观世界里的星际穿越。先甩段水平集的核心配置代码model.component(comp1).physics(ls).field(dimensionless).set(phi0, 0.5*exp(-((x-0.0005)^2(y-0.0005)^2)/1e-8)) model.component(comp1).physics(ns).feature(spf).set(rho_gas, 0.1*rho_metal)这里定义了初始熔池形状为高斯分布那个exp函数就是在画水滴形还设定了气液密度比为1:10。注意看y坐标偏移了0.0005m这是模拟激光初始作用点的位置偏移实操时得根据工件尺寸调整。当激光功率设为2000W时温度场云图显示熔池中心温度高达3273K接近铁的沸点。有趣的是在熔池尾部出现了明显的双涡结构——就像两个迷你龙卷风在拉扯液态金属。这是因为表面张力温度系数为负值高温区表面张力降低形成马朗戈尼对流。流场速度的计算用到了改良的Navier-Stokes方程// 动量守恒方程修改项 rho*(u·∇)u ∇·[-p*I μ*(∇u (∇u)^T)] F_st F_recoil F_recoil (0.1*P_laser/(pi*r_beam^2))*exp(-((x-v_scan*t)^2y^2)/r_beam^2)蒸汽反冲力Frecoil这个项是关键它把激光能量密度转化成力学作用。指数项描述光斑能量分布vscan*t就是激光扫描轨迹。有个坑要注意当熔池深度超过光束半径时这个简化模型会失效得改用射线追踪法。说到反冲现象仿真中捕捉到熔池表面出现周期性凹陷。当把时间步长调到0.1ms时能看到类似心跳的波动节奏——这其实是蒸汽喷发与表面张力拉锯战的结果。对比不同脉宽参数发现1ms的脉冲间隔能让凹陷深度稳定在20μm左右这对焊缝成型至关重要。有同学问材料参数怎么选这里给个参考配置表参数数值备注金属密度7000 kg/m³取不锈钢平均值表面张力系数1.2 N/m温度梯度设为-0.0005蒸发潜热6.8e6 J/kg显著影响汽化冷却效果最后秀张流速矢量图红色箭头在熔池边缘突然转向活像高速公路的匝道分流。这说明当扫描速度达到15mm/s时流动模式从对称涡旋转变为非对称剪切流直接影响焊道鱼鳞纹的形貌。需要源码的朋友可以到Github搜LaserWeldingPhaseField里面有完整的.mph文件。参考文献建议先看Menze等人的《Marangoni-driven instability》那篇他们对涡流机制的解释相当接地气。下期咱们聊聊如何用这个模型预测焊接裂纹保证比天气预报还准