不銹鋼點焊接頭焊接變形數值模擬分析.pdf

1、本文針對不銹鋼電阻點焊接頭焊接變形問題進行了研究，采用順序耦合方式實現了多物理場的耦合模擬分析，在此基礎上最終實現了利用固有應變法預測不銹鋼電阻點焊接頭焊接變形結果。 本文首先建立二維對稱結構模型，用于不銹鋼電阻點焊預壓接觸分析。通過接觸預壓分析得到：接觸面上接觸壓力峰值接近電極端面邊緣處，隨著電極壓力的增大，接觸面上的壓力也逐漸增大，壓力峰值出現位置基本一致；貼合面上接觸壓力峰值點的徑向坐標小于電極端面邊緣處的徑向坐標，隨著電

2、極壓力的增加，貼合面壓力也隨之增大，貼合面壓力峰值出現的位置向對稱軸靠近。通過數值模擬獲得了不銹鋼電阻點焊貼合面的初始導電區(qū)域，為熔核形成過程的熱電耦合分析奠定基礎。 以預壓接觸分析為基礎建立熱電耦合分析模型，將接觸面和結合面的接觸電阻簡化為溫度的函數，考慮隨溫度變化的材料熱物理性能參數，分別對等厚度和不等厚度不銹鋼薄板電阻點焊過程的瞬態(tài)溫度場進行了分析。通過熱電耦合分析得到：焊核的形成過程、溫度場分布、電勢分布以及因板厚不同造

3、成焊核向厚板一側偏移的結果，與實際的焊接結果相吻合。溫度場分析結果可作為隨后熱力耦合分析的初始載荷， 以熱電耦合分析為基礎建立熱力耦合分析模型，分別對等厚度和不等厚度薄板點焊過程進行分析。通過熱力耦合分析得到：在等厚度點焊過程中，由于模型的對稱性，應變和變形都是對稱分布的；在不等厚度點焊過程中，由于模型不對稱，應變和變形都是不對稱分布的，并詳細分析了各參數對焊接變形的影響，為采用固有應變法分析點焊變形奠定了基礎。 以熱力

4、耦合分析結果為基礎，引入固有應變法分析焊接變形。首先將固有應變法應用于縫焊分析過程中，證明固有應變的可靠性。然后將固有應變法引入對點焊結構焊接變形分析中，從二維到三維、從單點到多點，逐步深入。采用等強度設計原則，設計典型多焊點點焊接頭，應用固有應變法模擬分析焊接變形。分析得出：多焊點結構的變形量不是各單個焊點變形量的簡單線性疊；在多焊點點焊接頭中，點距越小、焊接變形逐漸變大，點距越大、焊接變形越小；列距越大、焊接變形逐漸變小，列距越小、