挖掘機(jī)動(dòng)臂焊接殘余應(yīng)力與變形規(guī)律數(shù)值模擬研究.pdf

1、動(dòng)臂是挖掘機(jī)的主要焊接結(jié)構(gòu)件，在焊接過程中由于劇烈的非均勻加熱和冷卻，勢必產(chǎn)生不可忽略的殘余變形和殘余應(yīng)力。焊接殘余應(yīng)力和殘余變形嚴(yán)重影響著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和結(jié)構(gòu)可靠性。因此，科學(xué)、系統(tǒng)、定量的預(yù)測進(jìn)而控制殘余變形和殘余應(yīng)力就顯得尤為重要。
　　本文基于分段化思想，建立了以焊縫等效溫度為控制參數(shù)的分段移動(dòng)溫控型體熱源模型，并利用Q345B平板對接焊模型對其進(jìn)行模擬驗(yàn)證。同時(shí)，以計(jì)算時(shí)間、計(jì)算精度為基準(zhǔn)，基于不同網(wǎng)格尺寸，對分段移動(dòng)

2、溫控型熱源、逐點(diǎn)移動(dòng)雙橢球體熱源、分段移動(dòng)雙橢球體熱源三種熱源模型的計(jì)算效率進(jìn)行對比分析。結(jié)果表明，本文提出的分段移動(dòng)溫控型體熱源模型所獲得的殘余應(yīng)力和變形與逐點(diǎn)移動(dòng)雙橢球體熱源模擬結(jié)果趨勢一致，其計(jì)算精度與分段移動(dòng)雙橢球體熱源相當(dāng)，但計(jì)算效率更高，在復(fù)雜結(jié)構(gòu)件上的使用效果更突出。
　　建立了以熱循環(huán)曲線為控制參數(shù)的分段移動(dòng)溫控式組合型熱源模型，以熔池橫截面形貌特征為研究對象，分別對逐點(diǎn)移動(dòng)組合型熱源、分段移動(dòng)組合型熱源(常量型)

3、、分段移動(dòng)組合型熱源(變量型)以及分段移動(dòng)溫控式組合型熱源進(jìn)行模擬計(jì)算，對獲得的橫截面溫度場進(jìn)行比較分析。結(jié)果表明，采用分段移動(dòng)溫控式組合型熱源模擬計(jì)算獲得的焊縫橫截面熔池幾何形態(tài)與物理實(shí)驗(yàn)所獲得的熔池幾何形態(tài)比較接近，相較于其他熱源模型計(jì)算效率更高。
　　采用以熱循環(huán)曲線為控制參數(shù)的分段移動(dòng)溫控式組合型熱源模型作為焊接熱源，利用一系列加速收斂、減少增量步數(shù)等技術(shù)，在保證高精度的前提下，高效的完成了挖掘機(jī)動(dòng)臂熱彈塑性有限元分析，預(yù)