耦合焊接應(yīng)力與服役載荷的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析方法研究.pdf

1、焊接結(jié)構(gòu)因其技術(shù)成熟、加工方便和成本低廉而廣泛的應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域，其結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性至關(guān)重要，而焊接殘余應(yīng)力的存在會直接影響焊接結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和承載能力。因此焊接殘余應(yīng)力與靜載荷耦合的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析方法對準(zhǔn)確推斷焊接結(jié)構(gòu)的承載能力，設(shè)計合理安全的焊接工藝和結(jié)構(gòu)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)際價值。本論文以總風(fēng)缸為研究對象，采用有限元計算、理論分析和試驗(yàn)測試相結(jié)合的方法，研究了耦合焊接殘余應(yīng)力與服役載荷的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析方法，為焊接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析

2、提供可靠的計算方法。
　　論文通過單向拉伸試驗(yàn)獲得了Q235材料母材和焊縫材料的力學(xué)性能參數(shù);通過光學(xué)顯微鏡和顯微硬度分析了總風(fēng)缸焊接接頭微觀組織，揭示了其微觀組織分布規(guī)律，即從母材、熱影響區(qū)到焊縫部位的微觀組織分布規(guī)律為(F+P)→(F+P)→20％(F+P)+80％B。從而建立Q235材料母材和焊縫在室溫條件的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系和符合實(shí)際焊接材料響應(yīng)的材料參數(shù)庫?；赟YSWELD焊接有限元分析軟件，建立考慮組織轉(zhuǎn)變的焊接有限元仿真

3、模型，并根據(jù)殘余應(yīng)力測試試驗(yàn)、組織分析和接頭宏觀形貌對比校核計算模型有效性，為總風(fēng)缸的焊接有限元仿真提供了技術(shù)保障。
　　論文使用焊接有限元仿真模型對總風(fēng)缸進(jìn)行焊接數(shù)值模擬，獲得了總風(fēng)缸焊接殘余應(yīng)力場和殘余應(yīng)變場。使用Matlab、Hypermesh等軟件自主開發(fā)SYSWELD與ANSYS間的溝通接口，從而共享殘余應(yīng)力、應(yīng)變數(shù)據(jù)和網(wǎng)格模型。結(jié)合材料力學(xué)性能參數(shù)，基于ANSYS軟件建立焊接殘余應(yīng)力與靜載荷耦合的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析模型。使用