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基于Lagrange-Galerkin有限元方法的焊接热循环轻量化求解

张浩 叶欣 夏鹏 潘南旭 李仙发 余婷婷 张鹏飞

张浩, 叶欣, 夏鹏, 潘南旭, 李仙发, 余婷婷, 张鹏飞. 基于Lagrange-Galerkin有限元方法的焊接热循环轻量化求解[J]. 上海工程技术大学学报, 2024, 38(1): 44-49. doi: 10.12299/jsues.23-0152
引用本文: 张浩, 叶欣, 夏鹏, 潘南旭, 李仙发, 余婷婷, 张鹏飞. 基于Lagrange-Galerkin有限元方法的焊接热循环轻量化求解[J]. 上海工程技术大学学报, 2024, 38(1): 44-49. doi: 10.12299/jsues.23-0152
ZHANG Hao, YE Xin, XIA Peng, PAN Nanxu, LI Xianfa, YU Tingting, ZHANG Pengfei. Research on lightweight solver for welding thermal cycle based on Lagrange-Galerkin finite element method[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2024, 38(1): 44-49. doi: 10.12299/jsues.23-0152
Citation: ZHANG Hao, YE Xin, XIA Peng, PAN Nanxu, LI Xianfa, YU Tingting, ZHANG Pengfei. Research on lightweight solver for welding thermal cycle based on Lagrange-Galerkin finite element method[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2024, 38(1): 44-49. doi: 10.12299/jsues.23-0152

基于Lagrange-Galerkin有限元方法的焊接热循环轻量化求解

doi: 10.12299/jsues.23-0152
基金项目: 上海市 III 类高峰学科—材料科学与工程(高能束智能加工与绿色制造);上海工程技术大学大学生创新活动资助项目(cx2305013)
详细信息
    作者简介:

    张浩:张 浩(2001−),男,本科生,研究方向为焊接热过程。E-mail:zhanghao619428@163.com

    通讯作者:

    叶 欣(1984−),男,讲师,博士,研究方向为焊接数值模拟。E-mail:yexin@sues.edu.cn

  • 中图分类号: TG402

Research on lightweight solver for welding thermal cycle based on Lagrange-Galerkin finite element method

  • 摘要: 焊接热循环的干扰因素多、变化速度快、影响范围广,常需要对其进行即时预测与控制,以保证焊接质量。以焊缝中心温度分布与变化为研究对象,将其简化为一维焊接热循环瞬态热传导问题,并基于Lagrange-Galerkin有限元方法,进行算域离散与插值。开发了一种轻量化的焊接热循环求解算法,研究不同时刻下焊缝中心温度分布曲线与变化曲线的即时变化。以镍基Inconel 718合金2 mm薄板对接接头为例,进行数值模拟实例演算,结果表明计算耗时约0.41~0.72 s,满足数据与轻量化计算的要求。
  • 图  1  热源与均匀网格示意图

    Figure  1.  Heat source and uniform grid diagram

    图  2  不同时刻下焊缝中心线温度分布曲线

    Figure  2.  Temperature distribution curves on weld centre line at different times

    图  3  焊缝中心线距起始端50 mm处温度变化曲线

    Figure  3.  Temperature curve on weld center line distance from initiating terminal approximately 50 mm

    图  4  不同空间步长下的计算耗时

    Figure  4.  Computing elapsed times of different space interval

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出版历程
  • 收稿日期:  2023-06-24
  • 刊出日期:  2024-03-30

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