1. 本选题研究的目的及意义

焊接作为一种高效、经济的连接技术，广泛应用于航空航天、船舶制造、能源电力等各个工业领域。

其中，t形接头由于其结构简单、承载能力强等特点，成为工程结构中最为常见的焊接接头形式之一。

然而，t形接头焊接过程复杂，涉及热传导、熔池流动、相变等多种物理现象，容易产生焊接变形、残余应力集中等缺陷，进而影响焊接接头的力学性能和服役寿命。

2. 本选题国内外研究状况综述

焊接热过程数值模拟作为焊接领域的重要研究方向，近年来受到国内外学者的广泛关注。

1. 国内研究现状

国内学者在焊接热过程数值模拟方面开展了大量研究工作，并取得了一系列重要成果。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究将以t形接头焊接热过程为研究对象，利用数值模拟方法，研究焊接过程中温度场、熔池形态演变以及残余应力分布等关键因素的影响规律，主要研究内容包括：
1.焊接热源模型的建立与验证:根据t形接头的具体几何特征和焊接工艺参数，选择合适的热源模型，并通过实验数据对模型进行验证，确保模拟结果的准确性。

2.焊接温度场的数值模拟:基于所选定的热源模型，建立t形接头焊接过程的有限元模型，对焊接过程中的温度场分布进行模拟分析，研究焊接工艺参数对温度场的影响规律。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用数值模拟与实验验证相结合的方法，具体步骤如下：
1.文献调研与方案设计:通过查阅国内外相关文献，了解t形接头焊接热过程数值模拟的研究现状、技术难点以及发展趋势，在此基础上，结合本研究的具体目标，制定详细的研究方案。

2.数值模拟模型建立:选用合适的有限元分析软件，根据实际t形接头的几何尺寸和焊接工艺参数，建立包含热源模型、材料属性、边界条件等要素的数值模拟模型，并进行网格划分，确保计算精度。

3.焊接热过程数值模拟:利用所建立的数值模拟模型，对t形接头焊接过程进行模拟分析，获取焊接过程中温度场、熔池形态演变、残余应力分布等关键参数的演变规律，并研究不同工艺参数对这些参数的影响。

5. 研究的创新点

本研究力求在以下几个方面有所创新：
1.多物理场耦合模拟:将热传导、熔池流动、相变等多种物理现象进行耦合分析，更真实地模拟t形接头焊接热过程，提高模拟结果的准确性。

2.材料性能演变模型:考虑焊接过程中材料性能随温度变化的影响，建立更精确的材料本构模型，提高模拟结果的可靠性。

3.工艺参数优化方法:基于数值模拟结果，结合优化算法，探索t形接头焊接工艺参数的优化方法，为实际焊接生产提供技术支持。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 林三宝, 刘磊, 刘俊, 等. 基于数值模拟的船用钢t形接头激光-电弧复合焊接温度场及熔池行为研究[j]. 中国激光, 2020, 47(10): 1002003.

[2] 孙涛, 王东坡, 李永强, 等. 基于tig-mig复合热源的铝合金t形接头焊接热过程数值模拟[j]. 焊接学报, 2020, 41(9): 33-38.

[3] 张晓峰, 雷凯, 吴强. 基于ansys的超窄间隙激光-电弧复合焊温度场模拟[j]. 激光与光电子学进展, 2019, 56(19): 191404.