模式搜索法反演多丝埋弧焊双椭球热源模型参数.pdf

摘 要 上海交通大学硕士学位论文 模式搜索法反演多丝埋弧焊双椭球热源模型参数模式搜索法反演多丝埋弧焊双椭球热源模型参数 摘摘 要要 在多丝埋弧焊的模拟过程中，热源模型参数的定义是非常重要的，因为它直接影响到焊接熔池的形状，然而，这些参数很难从实际实验中测得 本文主要是讨论埋弧焊中双椭球热源参数值的反演过程， 得到如下结论： 1、进行X70 钢在单丝埋弧焊中的对接过程，通过实际实验和计算模拟实验测得的温度场数据、焊缝宽度和焊缝深度数据的比较，运用模式搜索法反演得到了双椭球热源参数的最优值，即Cf1＝12mm, Cr1＝25mm, Cd1=13mm, Ch1=13mm，整体误差E＝1.7893 2、以单丝埋弧焊实验中得到的双椭球热源参数的最优值作为双丝埋弧焊试验中第一个双椭球热源参数最优值，并在此基础上，以同样的方法反演出第二个双椭球热源参数的最优值, 即Cf2＝8mm, Cr2＝15mm, Cd2=10mm, Ch2=9mm，整体误差E＝0.9295。

3、以双丝埋弧焊实验中得到的两个双椭球热源参数的最优值作为三丝埋弧焊试验中第一个和第二个双椭球热源参数最优值，并在此基础上，以同样的方法反演出第三个双椭球热源参数的最优值, 即Cf3＝6mm, Cr3- I - 摘 要 上海交通大学硕士学位论文 ＝8mm, Cd3=6mm, Ch3 =10 mm，整体误差E＝1.3539 4、通过以上各种实验、计算以及讨论，证明了加速步长法反演多丝埋弧焊中双椭球热源模型参数的合理性和准确性 5、在双丝埋弧焊中使用一个双椭球热源模型代替两个双椭球热源模型，进行反演热源模型参数值的实验结果发现，该种热源模型简化方式得到的温度场、焊缝宽度以及焊缝深度数据与实际实验测得的数据误差较大，没有原实验模拟结果精确 6、在三丝埋弧焊中分别使用一、两个双椭球热源模型代替三个双椭球热源模型，进行反演热源模型参数值的实验结果发现，该两种热源模型简化方式得到的温度场、焊缝宽度以及焊缝深度数据与实际实验测得的数据误差较大，其中以单热源的简化方式误差最大，双热源次之，原实验的误差最小。

7、由结论 5 和结论 6，可以发现，在多丝埋弧焊中，为了简化热源模型，减少计算模拟时间，用较少的热源模型代替多个热源模型，将会导致计算结果精度下降，与真实情况相差较大如精度要求较低，可采用该种简化方法 关键词：多丝埋弧焊关键词：多丝埋弧焊 模式搜索法模式搜索法 双椭球热源模型参数双椭球热源模型参数 - II - ABSTRACT 上海交通大学硕士学位论文 Inversing parameter values of double ellipsoid source model during multiple wires submerged arc welding by using Pattern Search Method ABSTRACT During the simulation of multiple wires submerged arc welding, it is very important to define parameters of double ellipsoid source model, and these parameters can make a direct effect on the weld shape, however，it is very hard to get them through practical experiments. The paper mainly discusses the whole process of inversing parameter values of double ellipsoid source model, and makes some conclusions below: 1、Carry out butt welding of X70 steel by single wire submerged arc welding, and compared temperature field、weld width and weld depth acquired from experiment to those data acquired from simulation，finally parameter values of double ellipsoid source model are predicted by using Pattern Search Method，namely，Cf1＝12mm, Cr1＝25mm, Cd1=13mm, Ch1=13mm，and the whole error E＝1.7893. 2、during the double wires submerge welding, set conclusion 1 as the first double ellipsoid source parameter values, and use the same method to - III - ABSTRACT 上海交通大学硕士学位论文 predict the second double ellipsoid source parameter values, namely, Cf2＝8mm, Cr2＝15mm, Cd2=10mm, Ch2=9mm，and the whole error E＝0.9295. 3、during the triple wires submerge welding, set conclusion 2 as the first and second double ellipsoid source parameter values, and use the same method to predict the third double ellipsoid source parameter values, namely, Cf3＝6mm, Cr3＝8mm, Cd3=6mm, Ch3 =10 mm，and the whole error E＝1.3539. 4、 From experiments、 simulation and discussion above， demonstrate the rationality and accuracy of inversing the parameter values of double ellipsoid source model in the multiple wires submerged arc welding by using Pattern Search Method. 5、Carry out experiment of inversing source parameter values by using one double ellipsoid source model to replace two double ellipsoid source models in the double wires submerged arc welding. From the result we find the simplification of source model is not as well as the original one, because it leads to much more error than original one does. 6、Carry out experiments of inversing source parameter values by using one or two double ellipsoid source models to replace three double ellipsoid source models in the triple wires submerged arc welding. From the result we find the simplification of source model is not as well as the original one, - IV - ABSTRACT 上海交通大学硕士学位论文 because it leads to much more error than original one does. Meanwhile, single source model makes the maximal error, and triple source model leads to minimal error. 7、Conclusion 5 and 6 illustrate that less source models replace multiple source models will result in bigger error though it can simplify source model and reduce time consumption of simulation in the multiple wires submerged arc welding. If error is tolerant, the model simplification can be applicable. Keywords: multiple wires submerged arc welding, Pattern Search Method, double ellipsoid source model - V - 附件四附件四 上海交通大学上海交通大学 学位论文原创性声明学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

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