焊接殘余應力的數(shù)值模擬.pdf

1、焊接技術因其靈活、快速和方便的連接成型特點,而廣泛應用于橋梁、汽車、船舶、電力、石油、石化以及航空航天等各個領域。但焊接所產(chǎn)生的殘余應力會對焊接結構的性能和使用帶來不利影響。因此,定性特別是定量的分析殘余應力的影響因素具有非常重要的意義。本文在對焊接溫度場和應力場數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀進行綜述的基礎上,結合非線性瞬態(tài)熱傳導原理、彈塑性熱力學理論,采用正交試驗的方法,運用有限元法對焊接構件殘余應力的全過程進行了數(shù)值模擬。得到了如下結論:

2、　　在建立合理模型的基礎上,以25＃鋼板對接焊為研究對象,對影響焊接殘余應力的3個重要因素熱焊工藝、焊接道數(shù)、焊接電流設計了9組正交試驗方案,采用有限元熱力間接耦合方法對9組正交試驗分別進行了數(shù)值模擬,模擬結果發(fā)現(xiàn):在本文設計的正交試驗設計中,熱焊工藝對焊接殘余應力影響最大,也就是最大影響因素,其次是焊接電流,最小是焊接道數(shù)。
　　在本文給定的3個焊接因素條件下,對正交試驗的最大影響因素熱焊工藝和次要影響因素焊接電流分別進行焊接殘

3、余應力模擬研究。分析結果表明:對熱焊工藝而言,當其它條件一定的情況下,發(fā)現(xiàn)焊接殘余應力隨著焊前加熱溫度的增加而降低。焊前加熱溫度越高,焊后產(chǎn)生的殘余應力就越小。隨著熱焊工藝溫度的增加,焊接殘余應力都有不同程度的減小,熱焊工藝溫度不同,焊接殘余應力減小幅度也不同,焊前加熱溫度分別為400℃和600℃時,焊接殘余應力與室溫20℃時相比降低幅度較大;當焊前加熱溫度分別為200℃和800℃時,焊接殘余應力與室溫20℃時相比降低幅度相對較小。對焊