焊接热过程与熔池形态

本书在介绍焊接热过程与熔池形态的概念、物理意义及特点的基础上，论述了焊接热源模型，焊接热过程计算的解析法与无因次公式，焊接热传导计算的有限差分法与计算实例，焊接热传导的有限单元法分析与计算实例，TIG焊接熔池流场与热场的数值分析方法与计算实例，熔滴过渡动态过程的数值分析，MIG／MAG焊接熔池形态的数值模拟，等离子弧焊接的小孔和熔池行为，焊接熔池几何形状的视觉检测，最后讨论焊接电弧物理传输机制的数值分析。 本书可供广大焊接科技工作者阅读。

武传松，山东大学材料科学与工程学院教授/博士生导师。美国焊接学会会士（AWS Fellow），中国焊接学会常务理事兼计算机辅助焊接工程专业委员会主任、国际焊接学会C XII焊接质量与安全分委会主席，国际刊物Science and Technology of Welding and Joining编委，Chinese Journal of Mechanical Engineering编委会副主任。 以“焊接物理、高效焊接过程数值模拟与检测控制”为研究方向，在焊接电弧物理、熔池行为、熔滴过渡以及高速高效焊接热过程等领域的研究得到了国内外同行专家的公认。研究结果被国际同行专家广为引用。获得省部级科技成果奖一等奖1项、二等奖4项；获得英国材料、矿物和矿业学会（IOM3）颁发的2015 STWJ很好论文奖（2015 STWJ Best Paper Prize）；《中国有色金属学报（英文版）》2014 年度论文奖；国际焊接科学与工程计算先锋奖（Pioneer Award in Computational Welding Science and Engineering）。指导的研究生获得国际TOP期刊Acta Materilia 2015年度学生论文奖（2015 Acta Student Awards）、第四届上银机械博士论文奖。

序
前言
主要符号表
第1章 绪论
1.1 焊接热过程的特点
1.2 焊接熔池形态
1.3 焊接热过程解析法的发展历史与现状
1.4 焊接热传导的数值分析
1.5 TIG焊熔池形态及其热过程的数值分析
1.6 MIG／MAG焊熔池形态及其热过程的数值分析
1.7 PAw焊接热过程数值分析模型的研究现状
1.8 GMAw焊接熔滴过渡动态过程的数值分析
1.8.1 静力平衡理论和不稳定收缩理论
1.8.2 能量最小原理
1.8.3 流体动力学理论
1.8.4 “质量一弹簧”理论
1.9 激光焊熔池的数值分析
第2章 焊接热源模型
2.1 焊接热效率和焊接熔化效率
2.1.1 电弧物理分析法
2.1.2 计算.测试法
2.1.3 量热计测量法
2.1.4 理论模型与温度测试相结合确定η值
2.2 焊接热源的作用模式
2.3 集中热源
2.4 平面分布热源
2.4.1 高斯分布热源
2.4.2 双椭圆分布热源
2.5 体积分布热源
2.5.1 半椭球体分布热源
2.5.2 双椭球体分布热源
2.5.3 其他体积热源模型
第3章 焊接热过程计算的解析法
3.1 热传导问题的数学描述
3.2 无限大物体内的热传导
3.2.1 瞬时集中热源作用下的热过程
3.2.2 叠加原理
3.3 电弧焊热过程计算的解析法——Rosenthal-Rykalin公式
3.3.1 电弧加热金属的计算方式
3.3.2 电弧作为瞬时集中热源时的计算公式
3.3.3 电弧作为功率恒定的运动集中热源时的热过程计算
3.3.4 传热过程的准稳定状态
3.3.5 物体尺寸的局限性对于热传播过程的影响
3.3.6 大功率高速移动热源的温度场计算公式
3.4 Rosenthal-Rvkalin公式的无因次形式
3.4.1 厚大焊件的情况
3.4.2 薄板的情况
3.5 Rosenthal-Rvkalin公式的局限性
3.6 Rosenthal-Rvkalin公式的改进
第4章 焊接热传导的有限差分计算
4.1 均匀网格中函数的导数
……
第5章 焊接热传导的有限单元法计算
第6章 瞬态TIG焊接熔池流场和热场的数值分析
第7章 GMAW焊接熔滴过渡动态过程的分析
第8章 MIG/MAG焊接熔池形态的数值模拟
第9章 等离子弧焊的熔池与小孔形态
第10章 焊接熔池几何形状参数的视觉检测
第11章 焊接电弧物理传输机制的数值分析
参考文献