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安东尼·墨菲。;Vu阮;冯玉清;大卫·G·托马斯。;达亚兰州Gunasegaram

金属惰性气体保护焊电弧、熔池和工件的台式计算机模型。 （英语） Zbl 1443.74088号

申请。数学。建模 44, 91-106 (2017).
总结：提出了铝合金金属惰性气体保护焊的复杂计算模型。电弧等离子体、线电极和工件自洽地包含在计算域中。电弧等离子体和熔池中的流动是使用计算流体动力学方程在三维中计算的，该方程经过修改以考虑等离子体效应并耦合到电磁方程。考虑了焊丝电极和工件金属蒸汽的形成，以及焊丝电极合金和工件合金在熔池中的混合。已经开发了图形用户界面（GUI），该模型在标准台式机或笔记本电脑上运行。描述了计算模型，并给出了搭接焊缝几何形状的结果。说明了在计算域中包含圆弧的重要性。该模型的预测结果与焊缝几何形状和焊缝成分的测量结果吻合良好。介绍了GUI，并讨论了该模型在预测工件热历史中的应用，工件热历史是预测重要焊缝性能（如残余应力、变形和焊缝微观组织）所需的输入信息。给出了工件残余应力和变形的初步预测。

引用于2文件

理学硕士：

74-10 可变形固体力学问题的数学建模或模拟

关键词：

气体保护金属极电弧焊;电弧等离子体;铝合金;残余应力和变形;计算流体动力学;热历史
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\textit{A.B.Murphy}等人，应用。数学。模型44，91-106（2017；Zbl 1443.74088）
全文： 内政部

参考文献：

[1] Cho，M.H。；Farson，D.F.，《使用数值模拟了解气体保护金属电弧焊中焊道隆起的形成》，《金属》。马特。事务处理。B： 工艺金属。马特。过程。科学。，38, 305-319 (2007)
[2] Rao，Z.H。；周，J。；Liao，S.M。；Tsai，H.L.，传输现象的三维建模及其对气体保护金属电弧焊波纹形成的影响，J.Appl。物理。，107，第054905条pp.（2010）
[3] 库马尔，A。；DebRoy，T.，《不同接头配置和焊接位置的气-金属-电弧角焊过程中的传热和流体流动》，《金属》。马特。事务处理。A： 物理学。金属。马特。科学。，38, 506-519 (2007)
[4] Choo，R.T.C。；谢克利，J。；Westhoff，R.C.，《以焊接池中自由表面现象为重点的大电流电弧建模》，《焊接》。J.，69，346s-361s（1990）
[5] 海达尔，J。；Lowke，J.J.，《电弧焊中金属熔滴形成的预测》，J.Phys。D： 申请。物理。，29, 2951-2960 (1996)
[6] Wang，F。；Hou，W.K。；胡世杰。；Kannatey-Asibu，E。；舒尔茨，W.W。；Wang，P.C.，《气体保护金属电弧焊中金属转移的建模与分析》，J.Phys。D： 申请。物理。，36, 1143-1152 (2003)
[7] 风机，高压。；Kovacevic，R.，气体金属电弧焊中传输现象的统一模型，包括电极、电弧等离子体和熔池，J.Phys。D： 申请。物理。，37, 2531-2544 (2004)
[8] 胡，J。；Tsai，H.L.，《气体保护金属电弧焊中的传热和传质》。第二部分：金属，Int.J.Heat Mass Transf。，50, 808-820 (2007)
[9] Speckhofer，G。；施密特，H.P.，高压电弧的实验和理论研究。2.磁偏转电弧（三维建模），IEEE Trans。血浆科学。，24, 1239-1248 (1996)
[10] 冈萨雷斯，J.J。；拉戈，F。；弗雷顿，P。；面具，M。；Franceries，X.，电弧及其与阳极相互作用的数值模拟：第二部分。三维模型外力对弧柱的影响，J.Phys。D： 申请。物理。，38, 306-318 (2005)
[11] 徐，G。；胡，J。；Tsai，H.L.，气体保护金属电弧焊电弧等离子体和金属转移的三维建模，国际热质传递杂志。，52, 1709-1724 (2009) ·Zbl 1157.80379号
[12] Schnick，M。；法国，美国。；Hertel，M。；Spille-Kohoff，A.公司。；Murphy，A.B.，《金属蒸汽通过增加辐射发射导致气体-金属电弧焊电弧温度的中心最低值》，J.Phys。D： 申请。物理。，43，第022001条pp.（2010）
[13] Schnick，M。；美国福塞尔。；Hertel，M。；海斯勒，M。；Spille-Kohoff，A.公司。；Murphy，A.B.，考虑金属蒸汽的气体-金属电弧焊建模，J.Phys。D： 申请。物理。，第43条，第434008页（2010年）
[14] Haidar，J.，《气体保护金属电弧焊中金属蒸汽的动态效应》，J.Phys。D： 申请。物理。，第43条，第165204页（2010年）
[15] Hertel，M。；Spille-Kohoff，A.公司。；法国，美国。；Schnick，M.，脉冲气体-金属电弧焊中液滴脱离的数值模拟，包括金属蒸气的影响，J.Phys。D： 申请。物理。，46，第224003条，第（2013）页
[16] 博塞利，M。；科伦坡，V。；Ghedini，E。；格雷迪，M。；Sanibondi，P.，《气体-金属电弧焊熔滴过渡的动态分析：建模和实验》，等离子体源科学。技术。，21，第055015条pp.（2012）
[17] Hertel，M。；法国，美国。；Schnick，M.，电弧、熔滴脱落和熔池形成的等离子-MIG过程相互作用的数值模拟，焊接。《世界》，5885-92（2014）
[18] 张伟。；Kim，C.-H。；DebRoy，T.，《气体保护金属电弧焊过程中复杂接头的热量和流体流动——第一部分：角焊的数值模型》，J.Appl。物理。，95, 5210-5219 (2004)
[19] 库马尔，A。；张伟。；DebRoy，T.，《提高复杂气体-金属电弧角焊中热量和流体流动建模的可靠性——第一部分：工程物理模型》，J.Phys。D： 申请。物理。，38, 119-126 (2005)
[20] Kim，C.-H。；张伟。；DebRoy，T.，《气体-金属电弧角焊过程中的温度场和凝固表面轮廓建模》，J.Appl。物理。，94, 2667-2679 (2003)
[21] 胡，J。；郭，H。；Tsai，H.L.，《三维气体保护金属电弧焊中的熔池动力学和波纹形成》，《国际热质传递杂志》。，51, 2537-2552 (2008) ·Zbl 1144.80318号
[22] Murphy，A.B.，《气体保护金属电弧焊中电弧、电极和熔池的自持三维模型》，J.Phys。D： 申请。物理。，44，第194009条pp.（2011）
[23] Murphy，A.B.，《金属蒸汽对气-金属电弧焊电弧温度的影响：对流与辐射》，J.Phys。D： 申请。物理。，46，第224004条pp.（2013）
[24] 蒙德拉，K。；DebRoy，T。；Kelkar，K.M.，移动热源焊接中流体流动和传热的数值预测，Numer。热传输。A、 29115-129（1996）
[25] 巴雷特，J。；Clement，C.，《动力学蒸发和冷凝速率及其系数》，J.胶体界面科学。，150, 352-364 (1992)
[26] Murphy，A.B.，电离气体平衡混合物中的扩散，物理学。E版，48，3594-3603（1993）
[27] Kim，J.-W。；Na，S.-J.，《气体保护金属电弧焊中接触管与工件距离对熔池形状影响的研究》，焊接。J.，74，141s-152s（1995）
[28] 沃勒，V.R。；布伦特医学博士。；Prakash，C.，《凝固系统中热量、质量和溶质传输的建模》，《国际热质传输杂志》。，32, 1719-1731 (1989)
[29] Voller，V.R。；Prakash，C.，对流扩散糊状区域相变问题的固定网格数值模拟方法，国际热质传递杂志。，30, 1709-1719 (1987)
[30] Murphy，A.B.，气-金属电弧焊中液滴的影响——一种新的建模方法，及其在铝焊接中的应用，科学。技术。焊接。加入。，18, 32-37 (2013)
[31] 克罗，C.T。；夏尔马，M.P。；Stock，D.E.，《气滴流动的颗粒源电池（PSI-cell）模型》，J.Fluid。工程，99，325-332（1977）
[32] Lowke，J.J。；Tanaka，M.，《电弧非热阴极的物理》（Jones，J.E.，《第17届气体放电及其应用国际会议论文集》，加的夫，《第十七届气体放电及应用国际会议文献集》，英国加的夫（2008）），137-140
[33] Patankar，S.V.，《数值传热和流体流动》（1980），《半球：半球华盛顿特区》·Zbl 0521.76003号
[34] van Doormal，J.P。；Raithby，G.D.，预测不可压缩流体流动的SIMPLE方法的增强，数值。热传输。，7, 147-163 (1984) ·Zbl 0553.76005号
[35] 墨菲，A.B。；Arundell，C.J.，氩、氮、氧、氩氮和氩氧等离子体的传输系数，等离子体化学。等离子工艺。，14, 451-490 (1994)
[36] Murphy，A.B.，《电弧焊接中金属蒸汽的影响》，J.Phys。D： 申请。物理。，第43条，第434001页（2010年）
[37] Cram，L.E.，《谱线导致热等离子体辐射功率损失的统计评估》，J.Phys。D： 申请。物理。，18, 401-411 (1985)
[38] 埃索尔塔尼，A。；普鲁克斯，P。；马里兰州布洛斯。；Gleizes，A.，铁、硅和铝蒸气存在下氩等离子体的体积发射，等离子体化学。等离子工艺。，14, 437-450 (1994)
[39] Gleizes，A。；克雷索，Y。；Teulet，P.，氩、空气和金属蒸汽混合物中热等离子体特性的混合规则，等离子体源科学。技术。，第19条，第055013页（2010年）
[40] MatWeb，铝4043-H182012。；MatWeb，铝4043-H182012。
[41] Punkari，A。；韦克曼，哥伦比亚特区。；Kerr，H.W.，镁含量对Al-Mg合金双光束Nd:YAG激光焊接的影响，科学。技术。焊接。加入。，8, 269-281 (2003)
[42] Tang，Y。；Dua，Y。；张，L。；袁，X。；Kaptay，G.，Al-Mg-Si系统的热力学描述，使用了过剩吉布斯能量的温度依赖性的新公式，Thermochim。《学报》，527131-142（2012）
[43] 公元前Jácomea。；Landima，M.C。；加西亚布，A。；Furtadoa，A.F。；Ferreira，I.L.，《计算热力学和数值模型在铝基合金表面张力和吉布斯-汤姆逊系数测定中的应用》，Thermochim。《学报》，523142-149（2011）
[44] 公元前Jácomea。；Landima，M.C。；加西亚布，A。；Furtadoa，A.F。；Ferreira，I.L.，《计算热力学和数值模型在铝基合金表面张力和Gibbs-Thomson系数测定中的应用》的勘误表【Thermochim，Acta 523（2011）142-149】，Thermochinm。《学报》，526262-263（2011）
[45] 王庆国。；Davidson，C.J.，《Al-Si-Mg铸造合金的凝固和沉淀行为》，J.Mater。科学。，36, 739-750 (2001)
[46] Goicoechea，J。；Garcia-Cordovilla，C。；路易斯·E。；Pamies，A.，Al-Si-Mg和AI-Zn-Mg系统二元和三元铝合金的表面张力，J.Mater。科学。，27, 5247-5252 (1992)
[47] Sklyarchuk，V。；Plevachuk，Y。；亚基莫维奇，A。；埃克特，S。；Gerbeth，G。；Eigenfeld，K.，液态Al-Si合金的结构敏感性，国际热力学杂志。，30, 1400-1410 (2009)
[48] 阿萨埃尔，M.J。；Kakosimos，K。；Banish，R.M。；布里罗，J。；Egry，我。；布鲁克斯，R。；奎斯特德，P.N。；米尔斯，K.C。；长岛，A。；佐藤，Y。；Wakeham，W.A.，液态铝和液态铁密度和粘度的参考数据，J.Phys。化学。参考数据，35，285-300（2006）
[49] 勃兰特，R。；Neuer，G.，《熔化温度及以上纯铝和铝合金的电阻率和热导率》，国际热力学杂志。，28, 1429-1446 (2007)
[50] 奥斯拉夫松，P。；Sandström，R。；澳大利亚卡尔森。，铝合金导电率和导热率的实验值、计算值和观察值的比较，J.Mater。科学。，32, 4383-4390 (1997)
[51] Gaber，A。；Afify，N。；Abdel-Latief，A.Y。；Mostafa，M.S.，《Al-Mg合金的电和显微硬度研究》，固态通讯。，86, 679-683 (1993)
[52] Aqra，F。；Ayyad，A.，液态和固态金属的表面能，应用。冲浪。科学。，257, 6372-6379 (2011)
[53] O.穆兰斯基。；M.C.史密斯。；Bendeich，P.J。；霍尔顿，T.M。；吕津，V。；马丁斯，R.V。；Edwards，L.，《使用中子和同步辐射衍射残余应力测量对三焊道焊缝及其关键验证进行综合数值分析》，国际期刊Sol。结构。，49, 1045-1062 (2012)
[54] 约翰逊·G·R。；Cook，W.H.，《承受大应变、高应变率和高温的金属的本构模型和数据》（第七届国际弹道研讨会论文集，美国防务准备协会，Koninklijk Instituut van Ingenieurs，海牙（1983）），541-547
[55] Bauccio，M.，ASM金属参考书（1993），ASM国际：美国俄亥俄州ASM国际材料园
[56] 博伊尔，H.E。；Gall，T.L.，《金属手册》（1985），美国金属学会：美国金属材料学会，俄亥俄州，美国
[57] 霍尔特，J.M。；Ho，C.Y.，《结构合金手册》。1996年版（1996年），CINDAS/普渡大学：CINDAS/普渡大学，美国印第安纳州西拉斐特
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