基于SYSWELD TIG焊數(shù)值模擬.pdf

1、某航空發(fā)動(dòng)機(jī)一關(guān)鍵構(gòu)件存在多條焊縫，采用TIG焊接，由于該構(gòu)件結(jié)構(gòu)和焊接工藝的復(fù)雜性，焊接過(guò)程易出現(xiàn)焊接殘余應(yīng)力大、變形量大等問(wèn)題，通過(guò)常規(guī)的試驗(yàn)方法以獲得較小的焊接殘余應(yīng)力和變形量，工作量巨大且不切實(shí)際。采用有限元軟件進(jìn)行數(shù)值模擬可以達(dá)到優(yōu)化其工藝過(guò)程，深入了解該焊接過(guò)程發(fā)生的復(fù)雜現(xiàn)象及控制焊接質(zhì)量目的，因此本文采用SYSWELD有限元軟件對(duì)其焊接過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬具有重要的意義。
　　本文研究的構(gòu)件所采用材料為GH4169，首先

2、討論了GH4169材料庫(kù)的建立與二次開(kāi)發(fā)，熱源的二次開(kāi)發(fā)；其次根據(jù)構(gòu)件焊接接頭的特點(diǎn)選擇了T型接頭作為局部焊接接頭，通過(guò)考察局部T型接頭焊后變形量的變化，對(duì)焊接工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，并將此優(yōu)化的焊接工藝參數(shù)用于模擬整個(gè)構(gòu)件的熱源參數(shù)；依據(jù)焊接裝配原則對(duì)該構(gòu)件的焊接順序進(jìn)行了討論與優(yōu)化，確定了兩種較優(yōu)的方案，獲得并探討了兩種方案下的模擬結(jié)果。
　　通過(guò)SYSWELD后處理獲得該模型焊接溫度場(chǎng)分布云圖，同時(shí)給出了焊縫中心線的熱循環(huán)曲線及

3、垂直于焊縫中心線方向上的熱循環(huán)曲線，分析了溫度場(chǎng)的動(dòng)態(tài)演變過(guò)程及產(chǎn)生機(jī)理。結(jié)果表明準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)下的焊縫附近最大加熱速率和和最大冷卻速率相同，焊接溫度場(chǎng)在垂直于焊縫中心線方向上分布與相關(guān)文獻(xiàn)一致；通過(guò)應(yīng)力場(chǎng)分布云圖獲得了應(yīng)力場(chǎng)動(dòng)態(tài)演變過(guò)程及分布規(guī)律，并對(duì)其應(yīng)力產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)在構(gòu)件的約束部位區(qū)域應(yīng)力極大，而構(gòu)件邊緣以及焊縫中心線部分區(qū)域的應(yīng)力極小；通過(guò)對(duì)變形量分布云圖的分析，了解了變形量的大小及分布情況，小圓筒邊緣的變形量最大，方案1最