基于ANSYS的焊接梁殘余應(yīng)力分析.pdf

1、焊接是現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)最主要的連接方法之一。焊接廣泛應(yīng)用于各類鋼結(jié)構(gòu)中。只有正確認(rèn)識(shí)和掌握焊接結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，才能設(shè)計(jì)制造出性能良好、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高的焊接結(jié)構(gòu)。焊接過(guò)程會(huì)在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力，而焊接殘余應(yīng)力的存在會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的施工和使用性能產(chǎn)生不利影響。因此，研究鋼結(jié)構(gòu)焊接殘余應(yīng)力的分布規(guī)律。
　　 特別是三維構(gòu)件焊接殘余應(yīng)力韻分布規(guī)律，對(duì)于科學(xué)合理的進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工有著重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。一旦能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各種焊接現(xiàn)象的計(jì)算機(jī)模擬

2、，我們就可以通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)確定各種焊接結(jié)構(gòu)和材料的最佳設(shè)計(jì)、最佳工藝方法和焊接參數(shù)。
　　 本文在總結(jié)前人的工作基礎(chǔ)上系統(tǒng)地論述了焊接過(guò)程的有限元分析理論，總結(jié)了焊接殘余應(yīng)力的測(cè)定方法，采用有限元分析軟件ANSYS建立計(jì)算模型，對(duì)焊接過(guò)程產(chǎn)生的溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了模擬研究，針對(duì)三維焊接工字梁進(jìn)行了實(shí)例計(jì)算，而且對(duì)分層焊接及不同次序焊接的計(jì)算結(jié)果作了對(duì)比分析。
　　 在模擬計(jì)算時(shí)，利用ANSYS軟件的熱——結(jié)構(gòu)耦合功能，

3、采用間接法，先計(jì)算焊接溫度場(chǎng)，以溫度場(chǎng)的計(jì)算結(jié)果作為結(jié)構(gòu)分析的載荷，再進(jìn)行焊接應(yīng)力和應(yīng)變的計(jì)算。焊接溫度場(chǎng)與應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)是雙向耦臺(tái)的，由于應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)對(duì)溫度場(chǎng)的影響非常小，所以本文只考慮溫度場(chǎng)對(duì)應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)的影響這一單向耦合。用間接法模擬計(jì)算溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)，得出了不同時(shí)刻的溫度分布，殘余應(yīng)力、應(yīng)變的數(shù)值和分布，并且得到了焊接殘余應(yīng)力沿翼緣和腹板的分布規(guī)律。研究表明，當(dāng)焊縫長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于焊接熱源有效直徑時(shí)，梁長(zhǎng)度對(duì)梁中部截面的殘余應(yīng)力影響非常小：多