大型結(jié)構(gòu)件焊接過程的有限元模擬.pdf

1、焊接是一個非常復(fù)雜的過程，其中包括電弧物理、傳熱、冶金和力學(xué)等，直接關(guān)系到工程質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)、結(jié)構(gòu)是否安全，尤其是對大型構(gòu)件，焊接質(zhì)量不僅會對經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生影響，而且有時會關(guān)系到生命安全，因此深入這方面的數(shù)值模擬研究工作很有必要。利用數(shù)值模擬研究焊接應(yīng)力及變形問題，就要考慮到焊接過程中產(chǎn)生的溫度場和應(yīng)力場，可以加深對焊接過程的理解，可以掌握應(yīng)力分布規(guī)律和焊接變形規(guī)律，從而合理的選擇焊接工藝，更好的控制殘余應(yīng)力和變形，以提高生產(chǎn)效率和焊接構(gòu)件

2、的質(zhì)量，因而具有重要研究意義和實際價值。
　　本文先利用ANSYS軟件和有限元法，在其它焊接參數(shù)都不變的前提下，選用不同的焊接工藝參數(shù)對簡單構(gòu)件進(jìn)行了三維實時動態(tài)模擬，通過對計算結(jié)果的分析對比，發(fā)現(xiàn)焊接工藝參數(shù)對焊接溫度場有明顯的影響，同時也找到了較為合適的焊接參數(shù)。然后又用高斯點熱源模型和高斯分段熱源模型對簡單構(gòu)件進(jìn)行了模擬計算，通過對溫度場和應(yīng)力場計算結(jié)果的分析對比，發(fā)現(xiàn)高斯分段熱源模型在不影響計算精度的前提下，可以大大縮短計

3、算時間。
　　通過對簡單構(gòu)件的模擬計算，探索出了合適的方法，找到了合適的焊接參數(shù)和熱源模型，為大型構(gòu)件的焊接模擬打下了堅實的基礎(chǔ)。接下來就是針對大型工字梁，采用了不同的焊接方法、不同的焊接順序和不同的焊接方向進(jìn)行了模擬計算，得到了焊接過程的溫度場隨時間的動態(tài)變化情況，以及殘余應(yīng)力分布情況和焊后變形情況，通過對結(jié)果的對比分析，發(fā)現(xiàn)由中間向兩端的間斷焊接得到的殘余應(yīng)力最小，焊后的變形也最小，從而選定了這種方法去指導(dǎo)實踐。通過實際的應(yīng)用