大面積薄鋼板焊接殘余應(yīng)力的性能分析與試驗(yàn)研究.pdf

1、兩種或兩種以上的材料(同種或異種)通過原子或分子之間的結(jié)合和擴(kuò)散造成永久性連接的工藝過程叫做焊接。焊接作為鋼結(jié)構(gòu)中的重要工藝，它直接關(guān)系到工程質(zhì)量的好壞、結(jié)構(gòu)的安全。由于高度集中的瞬時(shí)熱輸入，在焊接過程中和焊后將產(chǎn)生相當(dāng)大的殘余應(yīng)力。焊接殘余應(yīng)力會嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的使用性能，因此，對焊接殘余應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算和分析具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文在總結(jié)前人的工作基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地論述了焊接過程的有限元分析理論。且以試驗(yàn)為基礎(chǔ)結(jié)合ANSYS有

2、限元數(shù)值計(jì)算的方法，對焊接過程產(chǎn)生的殘余應(yīng)力進(jìn)行了實(shí)時(shí)動態(tài)模擬研究，提出了減小焊接殘余應(yīng)力的最佳方法，為大面積薄鋼板焊接技術(shù)的推廣提供了有益的理論依據(jù)。
　　 本文研究的主要內(nèi)容有：
　　 (1)建立了薄板焊接過程數(shù)值模擬有限元模型。利用ANSYS軟件對焊縫單元形心坐標(biāo)的焊縫單元排序方法進(jìn)行分析，在焊接過程中沿焊接方向逐次“激活”焊縫單元可以有效地模擬焊縫金屬的填充過程。
　　 (2)用小孔應(yīng)力釋放法對薄板焊后殘

3、余應(yīng)力和變形進(jìn)行了測量，計(jì)算結(jié)果表明，縱向的殘余應(yīng)力在焊接變形中起主導(dǎo)作用，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際的殘余應(yīng)力分布特征相吻合。
　　 (3)通過不同試驗(yàn)方案得到焊接殘余應(yīng)力的值進(jìn)行比較分析，從而得到最佳的焊接試驗(yàn)方法，為焊接殘余應(yīng)力的理論分析和焊接工藝提供有實(shí)際價(jià)值的參考。
　　 (4)運(yùn)用有限元分析軟件ANSYS對焊接溫度場和焊接殘余應(yīng)力場進(jìn)行了三維實(shí)時(shí)動態(tài)模擬的研究，模擬薄板不同焊接接頭時(shí)三維焊接殘余應(yīng)力演化過程，準(zhǔn)確預(yù)測焊后