超聲沖擊處理消除焊接接頭殘余應力的數(shù)值模擬.pdf

1、在船舶建造過程中,平板對接焊是船體焊接最常見的一種方式,焊件在焊后不可避免的存在焊接殘余應力和變形。焊接殘余應力和變形成為影響船體使用性能和建造精度控制的重要因素之一。因此,消除船體構(gòu)件的有害焊接殘余拉應力,不僅可以極大的提高船舶使用性能,改善焊接接頭的疲勞性能,而且對于實現(xiàn)船舶制造的精度控制非常有利。目前消除焊接殘余應力的方法和措施有很多,如熱處理法、機械拉伸法、振動時效法和超聲沖擊法等等,超聲沖擊法消除殘余應力與錘擊法和噴丸法具有基

2、本一致的作用機理,但超聲沖擊法方法具有較好的靈活性、易操作、效率高、成本低,使用范圍廣等諸多優(yōu)勢,是國內(nèi)外近年來研究比較多的一種改善焊接接頭殘余應力分布,提高構(gòu)件疲勞壽命的方法。
　　本文使用有限元軟件ANSYS對焊接過程和超聲沖擊處理法消除焊接殘余應力的過程進行數(shù)值模擬。本文以超聲沖擊試驗為依托,結(jié)合其處理過程對Q235鋼板平板對接焊進行數(shù)值模擬分析,利用ANSYS的熱分析模塊對焊接構(gòu)件進行焊接過程溫度場的模擬,然后在此基礎上進

3、行熱-結(jié)構(gòu)應力耦合分析,對平板對接焊接頭的三維應力場進行有限元計算,進而對焊接過程的溫度場和應力應變場的規(guī)律進行相應的分析和研究,并結(jié)合理論與試驗數(shù)值進行對比,分析模擬過程的正確性和吻合度,并為進行超聲沖擊處理過程模擬做準備。
　　通過對超聲沖擊處理消除殘余應力的機理和過程進行研究,并結(jié)合ANSYS應用軟件的接觸算法進行分析,在焊接應力場模擬的基礎上對超聲沖擊處理過程進行簡化模擬,通過數(shù)值求解調(diào)整ANSYS的接觸分析過程中的沖擊深