超聲沖擊處理消除焊接接頭殘余應(yīng)力的數(shù)值模擬.pdf

1、在船舶建造過程中,平板對(duì)接焊是船體焊接最常見的一種方式,焊件在焊后不可避免的存在焊接殘余應(yīng)力和變形。焊接殘余應(yīng)力和變形成為影響船體使用性能和建造精度控制的重要因素之一。因此,消除船體構(gòu)件的有害焊接殘余拉應(yīng)力,不僅可以極大的提高船舶使用性能,改善焊接接頭的疲勞性能,而且對(duì)于實(shí)現(xiàn)船舶制造的精度控制非常有利。目前消除焊接殘余應(yīng)力的方法和措施有很多,如熱處理法、機(jī)械拉伸法、振動(dòng)時(shí)效法和超聲沖擊法等等,超聲沖擊法消除殘余應(yīng)力與錘擊法和噴丸法具有基

2、本一致的作用機(jī)理,但超聲沖擊法方法具有較好的靈活性、易操作、效率高、成本低,使用范圍廣等諸多優(yōu)勢(shì),是國內(nèi)外近年來研究比較多的一種改善焊接接頭殘余應(yīng)力分布,提高構(gòu)件疲勞壽命的方法。
　　本文使用有限元軟件ANSYS對(duì)焊接過程和超聲沖擊處理法消除焊接殘余應(yīng)力的過程進(jìn)行數(shù)值模擬。本文以超聲沖擊試驗(yàn)為依托,結(jié)合其處理過程對(duì)Q235鋼板平板對(duì)接焊進(jìn)行數(shù)值模擬分析,利用ANSYS的熱分析模塊對(duì)焊接構(gòu)件進(jìn)行焊接過程溫度場的模擬,然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)

3、行熱-結(jié)構(gòu)應(yīng)力耦合分析,對(duì)平板對(duì)接焊接頭的三維應(yīng)力場進(jìn)行有限元計(jì)算,進(jìn)而對(duì)焊接過程的溫度場和應(yīng)力應(yīng)變場的規(guī)律進(jìn)行相應(yīng)的分析和研究,并結(jié)合理論與試驗(yàn)數(shù)值進(jìn)行對(duì)比,分析模擬過程的正確性和吻合度,并為進(jìn)行超聲沖擊處理過程模擬做準(zhǔn)備。
　　通過對(duì)超聲沖擊處理消除殘余應(yīng)力的機(jī)理和過程進(jìn)行研究,并結(jié)合ANSYS應(yīng)用軟件的接觸算法進(jìn)行分析,在焊接應(yīng)力場模擬的基礎(chǔ)上對(duì)超聲沖擊處理過程進(jìn)行簡化模擬,通過數(shù)值求解調(diào)整ANSYS的接觸分析過程中的沖擊深