大面積薄鋼板焊接殘余應力的性能分析與試驗研究.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合和擴散造成永久性連接的工藝過程叫做焊接。焊接作為鋼結構中的重要工藝，它直接關系到工程質量的好壞、結構的安全。由于高度集中的瞬時熱輸入，在焊接過程中和焊后將產(chǎn)生相當大的殘余應力。焊接殘余應力會嚴重影響結構的使用性能，因此，對焊接殘余應力進行計算和分析具有很重要的現(xiàn)實意義。
　　 本文在總結前人的工作基礎上，系統(tǒng)地論述了焊接過程的有限元分析理論。且以試驗為基礎結合ANSYS有

2、限元數(shù)值計算的方法，對焊接過程產(chǎn)生的殘余應力進行了實時動態(tài)模擬研究，提出了減小焊接殘余應力的最佳方法，為大面積薄鋼板焊接技術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的焊縫單元排序方法進行分析，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)用小孔應力釋放法對薄板焊后殘

3、余應力和變形進行了測量，計算結果表明，縱向的殘余應力在焊接變形中起主導作用，計算結果與實際的殘余應力分布特征相吻合。
　　 (3)通過不同試驗方案得到焊接殘余應力的值進行比較分析，從而得到最佳的焊接試驗方法，為焊接殘余應力的理論分析和焊接工藝提供有實際價值的參考。
　　 (4)運用有限元分析軟件ANSYS對焊接溫度場和焊接殘余應力場進行了三維實時動態(tài)模擬的研究，模擬薄板不同焊接接頭時三維焊接殘余應力演化過程，準確預測焊后