基于相似理論的箱型結構焊接應力及變形的數(shù)值模擬分析.pdf

1、箱型焊接結構具有加工簡單，剛性大，穩(wěn)定性好，成本低等優(yōu)點，被廣泛應用于機械領域。由于焊接過程的非平衡加熱，箱型結構無法避免地產生殘余應力和變形。焊接殘余應力與殘余變形是影響結構設計完整性、制造工藝合理性和結構使用可靠性的關鍵因素。因此，科學的、定量的預測焊接殘余應力和殘余變形有助于提高焊接結構的承載能力和可靠性，具有重要的理論價值和工程意義。
　　 焊接過程的數(shù)值模擬是一個很好的工具來預測焊接殘余應力和變形，也是一種很好的方法來

2、指導焊接生產和優(yōu)化焊接工藝;這樣可以降低產品的成本、縮短生產周期，所以數(shù)值模擬在焊接領域具有很高的研究價值。基于相似理論下的相似模型具有大模型在焊接過程中的一切特性，通過對相似模型的研究就能得到大模型的結果。焊接相似理論的目的就是用相似模型來研究大型焊接結構，這樣有利于降低大模型試驗驗證時帶來的高成本?？傊?，焊接相似理論的研究具有重大的工程意義。
　　 本論文以箱型焊接結構為研究對象，以ANSYS軟件為分析平臺，分別研究了焊接理

3、論、相似理論、焊接過程的數(shù)值模擬。歸納起來，本文的主要研究內容如下:
　　 1)論文詳細闡述了焊接溫度場相似準則和焊接應力應變的相似關系，在此基礎上，推導了均勻熱源溫度場的相似條件。為了驗證該熱源相似條件的準確性和普遍性，分別數(shù)值模擬了平板對接和角接的焊接情況，通過原模型和相似模型的對比得出均勻熱源相似條件是準確的和普遍的。
　　 2)在相似理論和均勻熱源相似條件的基礎上，以南車株洲電力機車生產的箱型變壓器為研究對象，對