中厚板焊接過程溫度場和應(yīng)力應(yīng)變場的三維數(shù)值模擬.pdf

1、該課題對中厚板大型構(gòu)件(如船體、大型鋼結(jié)構(gòu))焊接過程中溫度場和應(yīng)力應(yīng)變場的有限元分析問題進(jìn)行了研究.工作以平板中間堆焊問題為例,其有限元分析基于大型通用有限元計(jì)算軟件ANSYS平臺完成.該文從有限元分析中的建模、溫度場分析、應(yīng)力應(yīng)變場分析三個(gè)方面對中厚板焊接過程的三維數(shù)值模擬進(jìn)行了闡述.建模方面,該課題采用兩種單元結(jié)合以獲得焊縫處細(xì)密、遠(yuǎn)離焊縫處粗略的不均勻網(wǎng)格.出于熱載荷移動的要求,針對該課題采用的參數(shù)輸入方法,設(shè)計(jì)出一種算法,自動控

2、制網(wǎng)格大小等于或盡量接近焊縫總長的整數(shù)分之一,解決了模擬焊接熱源移動中加載不均勻的問題.溫度場分析時(shí),為便于試驗(yàn)研究,平板沿中心線開了一道深1mm的坡口,針對這一實(shí)際情況,采用高斯分布的表面熱源和厚度方向的熱源相結(jié)合的方案(見圖3.6),獲得了滿意的結(jié)果.在加載過程中采用余量控制法,保證了根據(jù)坐標(biāo)來選擇節(jié)點(diǎn)的精確性.對設(shè)計(jì)的程序用在焊接模擬的通用性上作了一定的嘗試:設(shè)定了一系列形參,如焊接電壓、電流、焊接速度等,可以方便的修改有關(guān)焊接工