Q345-2Cr13鋼異種材料焊接過程有限元分析.pdf

1、本文基于焊接數(shù)值模擬專用軟件SYSWELD，針對(duì)Q345/2Cr13鋼異質(zhì)材料焊接進(jìn)行焊接溫度場和應(yīng)力應(yīng)變場的數(shù)值模擬計(jì)算。根據(jù)焊接接頭的形式，考慮焊接熱過程特點(diǎn)建立了有限元分析模型。采用雙橢球體積分布的熱源模型，利用SYSWELD軟件的函數(shù)功能實(shí)現(xiàn)熱源在工件上的移動(dòng)來模擬實(shí)際焊接過程中電弧在工件上的運(yùn)動(dòng)。采用自適應(yīng)網(wǎng)格劃分技術(shù)對(duì)幾何模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，數(shù)值計(jì)算過程中考慮了材料的物理性能參數(shù)和力學(xué)性能參數(shù)與溫度的依賴性，并充分考慮了相變潛

2、熱，SYSWELD采用比熱突變法來實(shí)現(xiàn)焊接過程中的相變潛熱。材料的高溫性能參數(shù)是通過插值法實(shí)現(xiàn)的，模擬過程中利用間接耦合分析來實(shí)現(xiàn)焊接過程中的熱-應(yīng)力計(jì)算。計(jì)算時(shí)采用完全牛頓-拉普森迭代法實(shí)現(xiàn)焊接溫度場和應(yīng)力場的求解，通過定義熔池長度來確定計(jì)算初始時(shí)刻時(shí)間步的大小，以此來實(shí)現(xiàn)軟件自動(dòng)時(shí)間步長的計(jì)算，得到精確的數(shù)值計(jì)算結(jié)果。
　　 本文的研究內(nèi)容主要有：1)采用不同的線能量對(duì)Q345/2Cr13異種鋼焊接過程的溫度場進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，

3、討論了焊接過程中溫度場及應(yīng)力應(yīng)變場的變化規(guī)律。2)進(jìn)行熱-力結(jié)構(gòu)耦合分析，分析了不同預(yù)熱溫度下焊接殘余應(yīng)力和變形的差別。3)采用不同的填加材料作為焊接金屬，討論了填加材料對(duì)Q345/2Cr13異種鋼接頭殘余應(yīng)力及變形的影響。4)進(jìn)行焊接實(shí)測實(shí)驗(yàn)，測試了與焊接線距離不同的樣點(diǎn)溫度循環(huán)曲線，并與計(jì)算結(jié)果比較，以驗(yàn)證數(shù)值計(jì)算的準(zhǔn)確性。
　　 計(jì)算結(jié)果表明：1)Q345/2Cr13異種鋼焊接溫度場和應(yīng)力場關(guān)于焊接線是不對(duì)稱分布的，2Cr