交變載荷作用下焊接殘余應(yīng)力場(chǎng)的特性研究.pdf

1、由焊接產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，是導(dǎo)致焊接裂紋和接頭性能降低的重要因素，對(duì)結(jié)構(gòu)的靜強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、穩(wěn)定性、剛度以及應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂等均存在著不可忽視乃至于致命的影響，所以在考慮結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、使用壽命等問(wèn)題時(shí)，必須將焊接殘余應(yīng)力的影響考慮在內(nèi)。船舶與海洋結(jié)構(gòu)物在海洋環(huán)境風(fēng)、浪、流的作用下產(chǎn)生結(jié)構(gòu)交變響應(yīng)，是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)疲勞損傷的主要因素，與此同時(shí)，在交變載荷的作用下，結(jié)構(gòu)內(nèi)部殘余應(yīng)力的大小和分布也會(huì)發(fā)生不可忽略的變化。本文旨在研究交變載荷對(duì)殘余應(yīng)力場(chǎng)的影響，

2、并通過(guò)數(shù)值模擬預(yù)測(cè)多道焊焊接溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的分布情況。 本文基于小孔釋放法測(cè)量殘余應(yīng)力的方法，通過(guò)試驗(yàn)研究交變載荷對(duì)焊接殘余應(yīng)力場(chǎng)產(chǎn)生的影響。試驗(yàn)中準(zhǔn)備了兩塊相同尺寸的試件，每塊試件均采用相同的焊接方法與參數(shù)，以便得到相同的焊接殘余應(yīng)力場(chǎng)。由于試件的對(duì)稱(chēng)性可認(rèn)為焊接殘余應(yīng)力場(chǎng)關(guān)于焊縫中心線(xiàn)對(duì)稱(chēng)分布。首先，利用小孔法確定原有殘余應(yīng)力場(chǎng)；然后對(duì)試件施加不同參數(shù)的交變載荷，測(cè)試改變之后的殘余應(yīng)力場(chǎng)。結(jié)果表明交變載荷在一定程度上能使焊接

3、殘余應(yīng)力重新分布，焊接殘余應(yīng)力的改變與初始應(yīng)力分布形式、材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)、交變載荷幅值和交變周次有關(guān)系。 本文在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地論述了焊接過(guò)程的有限元分析理論，并結(jié)合數(shù)值計(jì)算的方法，對(duì)焊接過(guò)程產(chǎn)生的溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)模擬研究，提出了基于ANSYS軟件的多道焊溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的模擬分析方法，并針對(duì)平板兩道焊接問(wèn)題進(jìn)行了實(shí)例計(jì)算，計(jì)算結(jié)果與傳統(tǒng)結(jié)果相吻合。利用本文模擬分析方法，可以對(duì)多道焊焊接過(guò)程的熱應(yīng)力及殘余