双椭球热源模型参数对TIG焊接温度场影响规律的研究

《双椭球热源模型参数对TIG焊接温度场影响规律的研究》是一篇关于焊接过程中热源模型对温度场分布影响的学术论文。该研究旨在探讨双椭球热源模型中不同参数对TIG焊接温度场的影响规律，为提高焊接质量、优化焊接工艺提供理论依据和技术支持。

在TIG焊接过程中，热源的形态和能量分布对焊接熔池的形成以及焊缝的质量有着重要影响。传统的点热源或长条形热源模型难以准确描述实际焊接过程中的热输入情况，因此，双椭球热源模型被广泛应用于焊接热力学分析中。该模型通过两个椭球体来模拟电弧热源的能量分布，能够更真实地反映焊接过程中热源的空间分布特性。

本文首先介绍了双椭球热源模型的基本原理及其在焊接温度场模拟中的应用。双椭球热源模型由两个椭球体组成，分别代表电弧的前部和后部，每个椭球体具有不同的热功率密度、尺寸和方向。这种模型能够更好地描述电弧在工件表面的移动过程，从而提高温度场模拟的准确性。

论文中，作者通过建立有限元模型，对双椭球热源模型的不同参数进行了系统分析。这些参数包括椭球体的长轴和短轴长度、热功率密度、椭球体之间的距离以及椭球体的倾斜角度等。通过对这些参数进行变化，研究了它们对焊接温度场分布的影响。

研究结果表明，双椭球热源模型的参数对焊接温度场有显著影响。例如，椭球体的长轴长度增加会导致热源覆盖区域扩大，使得温度场分布更加均匀；而热功率密度的增大则会提高焊接区域的最高温度，但可能导致过热现象。此外，椭球体之间的距离和倾斜角度的变化也会影响熔池的形状和深度，进而影响焊接质量。

论文还探讨了不同焊接条件下双椭球热源模型的适用性。研究发现，在高速焊接过程中，双椭球模型能够更准确地模拟电弧热源的动态特性，而在低速焊接情况下，模型的预测结果与实验数据存在一定偏差。这说明模型的参数需要根据具体的焊接条件进行调整，以提高模拟的精度。

此外，文章还比较了双椭球热源模型与其他热源模型（如高斯热源模型）在温度场模拟中的表现。结果显示，双椭球模型在描述焊接热源的空间分布方面优于高斯模型，特别是在模拟电弧移动过程中能够更真实地反映热输入的变化。

最后，论文总结了双椭球热源模型参数对TIG焊接温度场的影响规律，并提出了优化模型参数的建议。作者认为，未来的研究可以进一步结合实验数据对模型进行验证，同时探索多物理场耦合分析方法，以更全面地理解焊接过程中的热力学行为。

综上所述，《双椭球热源模型参数对TIG焊接温度场影响规律的研究》是一篇具有较高学术价值和工程应用意义的论文。它不仅深化了对焊接热源模型的理解，也为焊接工艺的优化提供了重要的理论支持。