5.4 焊接成形CAD/CAE 5.4.1 概述 计算机辅助焊接技术(Computer Aided Welding, CAW)在焊接工程中的应用.

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1 5.4 焊接成形CAD/CAE 概述 计算机辅助焊接技术(Computer Aided Welding, CAW)在焊接工程中的应用

2 5.4.2 焊接专家系统 1 专家系统的特点与组成(略) 2 典型焊接专家系统简介
焊接专家系统 1 专家系统的特点与组成(略) 2 典型焊接专家系统简介 Weld Selector --- 焊接材料选择专家系统(美) 特点：根据用户输入的数据，经专家系统推理，给出满足用 户要求的一组焊接材料清单。 (2) Gas Selector --- 焊接保护气体选择专家系统(英) 特点：在综合考虑技术及经济等因素的基础上，选择出一 组适用的焊接保护气体，并给出推荐流量。

3 (3) MAGWIN --- 焊接工艺优化及焊接缺陷分析专家系统(德)
特点：具有工艺制定、工艺优化和缺陷分析的功能，根据用户提供的数据，给出工艺改进(优化)方案。 (4) ESW --- 弧焊工艺制定与咨询专家系统(清华大学) 特点：以焊接工艺设计为核心，辅以与焊接工程相关的丰富咨询及计算功能，具有较强的实用性。 (5) 焊接工艺数据库及专家系统(哈工大) 特点：在焊接工艺评定数据库和焊接工艺规程数据库的支持下，专家系统可以为用户设计出完整的焊接工艺，供用户进行工艺评定试验。

4 5.4.3 焊接成形过程数值模拟 1 焊接温度场的数值模拟 热传导本构方程 焊接热过程特点：瞬态传热。
焊接成形过程数值模拟 1 焊接温度场的数值模拟 热传导本构方程 焊接热过程特点：瞬态传热。 假设对于固体材料，在其求解域内任一点处的瞬态温度 T (x,y,z,t) 满足微分方程

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6 (2) 温度场的有限元解法(以二维传热问题为例)
因 瞬态传热过程中的结点温度既是空间（用坐标表示）的函数，又是时间的函数。 即： 设： 近似函数 满足第一类边界条件 则

7 应用加权余量原理，令余量的加权积分为零，得
用伽辽金(Galerkin)法选择权函数

8 代入到平面问题的热传导方程中，得 在边界上

9 矩阵K,C和P中的元素分别为： 经过上述离散处理，将原来求解平面瞬态温度场的偏微分方程转变成了求解常微分方程(6-7)的初值问题， 即

10 2 三维非稳态GMAW移动电弧熔池数值模拟(略)
主要模拟熔池形成、熔滴过渡，以及熔池振荡和电磁在熔池上的脉动效应。

11 应用实例 摩托车轮缘(材料：AlMgSi合金)在焊接结束时的温度场模拟。

12 无约束条件下，焊接结束后的摩托车轮缘扭曲变形模拟。