貫穿件多道焊溫度場及應(yīng)力場的數(shù)值模擬.pdf

1、焊接是一個涉及電弧物理、傳熱、冶金和力學(xué)的復(fù)雜過程。焊接現(xiàn)象包括焊接時的電磁、傳熱過程、金屬的熔化和凝固、冷卻時的相變、焊接應(yīng)力和變形等。一旦能夠?qū)崿F(xiàn)對各種焊接現(xiàn)象的計算機模擬，就可以通過計算機系統(tǒng)來確定焊接各種結(jié)構(gòu)和材料的最佳設(shè)計、最佳工藝方法和焊接參數(shù)。 本文系統(tǒng)地論述了焊接過程溫度場和應(yīng)力場的分析理論，總結(jié)了基于有限元分析軟件ANSYS的焊接模擬計算過程，并且對目前研究很少的某典型貫穿件構(gòu)件環(huán)焊縫多道焊的焊接過程進行了三維

2、有限元模擬，求解得到了溫度場和應(yīng)力場。經(jīng)過分析知求解結(jié)果與前人的分析結(jié)果及理論上的結(jié)果吻合較好，為以后進行類似構(gòu)件的焊接數(shù)值模擬提供了依據(jù)。 本文的主要內(nèi)容包括：建立合適的有限元模型；選擇雙橢球熱源模型，利用函數(shù)加載功能實現(xiàn)熱源沿環(huán)焊縫移動：采用“生死”單元技術(shù)模擬焊縫金屬一道一道順序填充的過程；討論熱源模型參數(shù)和焊接速度對溫度場結(jié)果的影響；在分析得出的溫度場的基礎(chǔ)上對焊接過程產(chǎn)生的應(yīng)力進行了實時動態(tài)模擬。 本文編寫了應(yīng)

3、用有限元分析軟件ANSYS對環(huán)焊縫多道焊溫度場和應(yīng)力場進行模擬分析的APDL(ANSYS Parametric Design Language)程序，可以通過簡單的修改相應(yīng)的參數(shù)來實現(xiàn)焊接工藝的優(yōu)化。這為優(yōu)化焊接結(jié)構(gòu)工藝和焊接規(guī)范參數(shù)提供了理論依據(jù)和指導(dǎo)。 本文研究了可行的環(huán)焊縫多道焊溫度場和應(yīng)力場的三維動態(tài)模擬方法，為復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)進行三維焊接溫度場和應(yīng)力場的分析提供了理論依據(jù)和指導(dǎo)，促進了有限元分析技術(shù)在焊接力學(xué)以及工程中的應(yīng)