[發(fā)明專利]埋弧焊熔池的數(shù)值仿真方法、裝置、電子設備及存儲介質(zhì)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211326390.2
• 申請日: 2022-10-27
• 公開（公告）號: CN115688413A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設計）人: 王聰;白航宇;王占軍;鐘明
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06T17/20;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 劉鳳

1.一種埋弧焊熔池的數(shù)值仿真方法，其特征在于，所述埋弧焊熔池的數(shù)值仿真方法包括：

獲取埋弧焊熔池的物理性質(zhì)、焊接電壓、焊接電流、埋弧焊總熱效率，真空磁導率，渣-金界面系數(shù)信息，氣-金界面系數(shù)信息；

根據(jù)所述焊接電壓、所述焊接電流，確定焊渣熱流密度模型；根據(jù)所述焊接電壓、所述焊接電流、所述埋弧焊總熱效率，確定電弧熱流密度模型；根據(jù)所述真空磁導率、所述焊接電流，確定電弧壓力模型；根據(jù)所述渣-金界面系數(shù)信息、所述氣-金界面系數(shù)信息，確定界面張力模型；

根據(jù)所述焊渣熱流密度模型、所述電弧熱流密度模型，確定電弧熱流的體積熱模型或焊渣熱流的體積熱模型；根據(jù)所述電弧壓力模型、所述渣-金界面張力模型、所述氣-金界面張力模型，確定電弧壓力的體積力模型或界面張力的體積力模型；

將所述埋弧焊熔池的物理性質(zhì)、所述電弧熱流的體積熱模型、所述焊渣熱流的體積熱模型、所述電弧壓力的體積力模型、界面張力的體積力模型、預置的埋弧焊熔池的數(shù)學模型、熔池計算域和熔滴滴落頻率條件，加載到流體仿真軟件中對所述埋弧焊熔池進行數(shù)值仿真。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋弧焊熔池的數(shù)值仿真方法，其特征在于，所述根據(jù)所述焊接電壓、所述焊接電流，確定焊渣熱流密度模型，包括：

通過下列公式確定所述焊渣熱流密度模型；

其中，q_s為焊渣熱流密度模型，η_s為焊渣熱效率，U為焊接電壓，I為焊接電流，R_s1為焊渣熱源的內(nèi)徑，R_s2為焊渣熱源的外徑，為單位時間焊劑消耗速率，C_pf為焊劑比熱，T_L為母材液相線溫度，T₀為室溫。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的埋弧焊熔池的數(shù)值仿真方法，其特征在于，所述根據(jù)所述焊接電壓、所述焊接電流、所述埋弧焊總熱效率，確定電弧熱流密度模型，包括：

通過下列公式確定所述電弧熱流密度模型；

η_a＝η-η_s-η_d；

其中，為電弧熱流密度模型，η_a為電弧熱效率，σ為高斯分布參數(shù)，r₁為熱源分布半徑，η為埋弧焊總熱效率，η_d為熔滴熱效率，為單位時間焊絲消耗量，C_p金屬比熱，T_droplet為熔滴溫度，h_sl為母材熔化潛熱。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋弧焊熔池的數(shù)值仿真方法，其特征在于，所述根據(jù)所述真空磁導率、所述焊接電流，確定電弧壓力模型，包括：

通過下列公式確定所述電弧壓力模型；

其中，為電弧壓力模型，μ_m為真空磁導率，σ為高斯分布參數(shù)，r₂為電弧壓力分布半徑。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的埋弧焊熔池的數(shù)值仿真方法，其特征在于，所述根據(jù)所述渣-金界面系數(shù)信息、所述氣-金界面系數(shù)信息，確定界面張力模型，包括：

通過下列公式確定所述界面張力模型；

其中，γ為界面張力模型，k₁為渣-金界面張力系數(shù)，k₂為氣-金界面張力系數(shù)，ω₁為渣-金界面張力溫度系數(shù)，ω₂為氣-金界面張力溫度系數(shù)，T′為界面張力分布半徑為r₃處的界面溫度。