高强埋弧焊接圆钢管多层多道焊接数值模拟

为研究高强埋弧焊接圆钢管纵向残余应力分布规律及影响因素,考虑了高强钢材非线性物理材料属性和焊接过程中的相变潜热,以均匀热源模型模拟第一道次熔化极气体保护焊(GMAW)热源,以双椭球热源模型模拟第二、三道次埋弧焊(SAW)热源,通过单元生死功能模拟焊缝生长过程,并在焊接荷载步间不断修正钢管与空气热传递的表面积,对3道次焊...     

钢结构对接焊缝数值模拟及参数分析

基于ANSYS有限元软件采用了双椭球热源模型、CO₂气体保护焊的焊接工艺,通过生死单元法模拟热源移动,建立了桥梁钢结构的焊接有限元模型,进行了对接焊缝的数值模拟分析,并与实验结果进行对比验证了模拟的可靠性。在此基础上研究了对接焊缝在坡口形状、X型坡口多层焊的焊接顺序、焊接速度、焊件厚度、焊接坡口角度、焊枪的施焊方向等不同因素下残余应力的变化情况。结果表明：相比于其他坡口的焊接,X型坡口焊接残余应力较小,多层焊情况时,X型坡口采用对称焊更有利;板厚、焊速的增加,坡口角度的减少及采用分中对称焊方法都能减少焊接残余应力的产生。     

预拉伸对铝合金桶体焊接残余应力和变形影响的数值模拟

利用ANSYS软件模拟在有预拉伸应力和无预拉伸应力作用下,厚度为4mm的7075铝合金试板的焊接。结果表明：预拉伸焊接法可有效减小铝合金薄板焊后的残余应力和变形。预拉伸应力抵消了部分焊接区热膨胀产生的压缩应力,从而减小了压缩塑性变形,进而减小了冷却时焊接区域的拉伸应力,相应地远离焊缝区域的压缩应力也随之减小。     

扁平钢箱梁U肋焊接残余应力数值模拟分析

已建成的扁平钢箱梁桥在运营过程中发现一些与结构、构造和制造相关的病害,并且随着服役时间的增长越来越突出。其原因是扁平钢箱梁结构采用薄板组焊而成,因此,扁平钢箱梁在未受力之前,便已存在着由于焊接所产生的应力场和变形场, 导致扁平钢箱梁普遍出现裂纹等病害。运用热结构耦合法对扁平钢箱梁U肋与桥面板交接处焊接的温度场和应力场进行数值模拟计算分析,并得到焊接残余应力的分布规律,为进一步分析结构病害与加固设计提供依据。     

线性摩擦焊接过程三维热力耦合有限元分析

采用热力耦合有限元方法，建立了线性摩擦焊接过程三维弹塑性有限元计算模型，综合考虑了异种材料线性摩擦焊接成型过程的几何非线性、材料非线性和摩擦界面接触非经性行为，着重分析了摩擦焊接过程中的不同产热机制及转化规律，直接由焊件材料的性能参数及设定的焊接规范参数对线性摩擦焊接过程的焊接参数、物理参量场的变化规律进行了数值模拟，得到了线性摩擦焊接过程中的温度场和应力场变化规律。为整体叶盘线笥摩擦焊接制造技术的发展提供理论基础。     

DH36高强度船板钢对接焊残余应力与变形数值模拟与试验分析

为了解某大洋开采船钻台面分段合拢焊缝产生的焊接变形和残余应力,对局部焊接接头结构即DH36高强度船板钢多层多道对接焊产生的焊接变形和残余应力进行了数值模拟和试验分析。为了提高数值模拟的准确性,基于热弹塑性理论,以SYSWELD软件为计算平台,建立了基于固态相变的三维“热-冶金-机械”耦合的多物理场热弹塑性有限元计算方法。数值模拟与试验结果表明,DH36多层多道对接焊主要产生角变形;焊缝及近焊缝区沿着焊接方向的纵向残余应力主要为拉应力;横向残余应力分布比较复杂,沿着中央横截面上表面除了在最后一道焊缝及其附近是压应力其余为拉应力。数值模拟与试验结果误差很小,考虑固态相变因素的热弹塑性有限元法可以对焊接变形和残余应力进行准确的预测。     

高频直缝焊管焊接残余应力的三维有限元模拟研究

基于高频直缝焊管焊接热源的计算结果,综合考虑材料的物理属性随温度的高度非线性变化,以及高频加热的焊缝热影响区特有的温度分布规律,利用ANSYS有限元软件建立了高频直缝焊管焊接残余应力的三维有限元模型。获得了高频焊管温度场和残余应力场的分布规律,并对结果进行了分析。通过后处理模块,给出了焊缝部位残余应力的分布趋势,并分析了高频感应焊接残余应力的主要形成原因。发现焊缝附近的轴向残余应力较大,其中有些数值接近材料的屈服强度,而周向残余应力仅为材料屈服应力的1/3左右,径向残余应力数值较小,工程上可以忽略。     

焊接纵向应力应变动态分布规律的数值模拟

对低碳钢薄板表面堆焊进行了数值模拟计算,对焊接熔池周围金属的焊接应力应变发展过程进行了 分析。在对存在热作用时的压缩应变、拉伸应变进行重新定义的基础上,模拟结果表明,节点的最大压缩应变和最 大拉伸应变的和与实际残余总应变相等,最大压缩应变和最大拉伸应变均大于该节点所受的最大热应变。认为实 际塑性应变不能表征存在热作用时的金属所承受的压缩应变和拉伸应变的状况,熔池熔宽最大截面并不能确定压 缩应变的最终分布形态。数值结果显示,纵向残余拉应力超过常温母材屈服强度区域的宽度和最大实际压缩塑性 应变超过0.2%区域的宽度相当,该区域残余实际压缩塑性应变约为0.2%。     

基于ANSYS平台的焊接残余应力模拟

基于 ANSYS平台给出了焊接残余应力数值模拟的计算流程 ,利用 APDL 语言编程实现该模拟焊接接头残余应力大小和分布 ,模拟结果与实测结果吻合较好。对于优化焊接工艺设计具有较好的指导作用     

焊接残余应力工程估算法的数值分析验证

利用多层焊热弹塑性有限元程序，对文献中所提出的对接焊结构焊缝区的残余应力估算公式进行数值验证。结果表明二者吻合较好，从而为该估算公式的工程应用提供了依据。     

钢结构厚板焊接残余应力有限元分析

采用ANSYS有限元分析软件对厚钢板对接焊、T型焊进行模拟分析,得出焊缝截面处横向与纵向残余应力的大小和分布,与实测结果基本吻合。从而总结出2种不同焊接形式残余应力的分布规律,以便设计人员在进行焊缝设计时对残余应力进行估算。     

负载下焊接加固钢柱截面应力分布有限元分析

目的 分析轴心受压钢柱在负载下进行焊接加固前后钢柱截面的应力分布,探寻负载大小对焊接加固后钢柱截面的应力分布影响.方法 采用有限元软件ANSYS和焊接热力耦合分析的方法模拟钢柱在负载下焊接加固的过程,并获取各阶段钢柱截面的纵向应力分布.结果 负载焊接加固后钢柱截面的应力分布发生了明显变化,产生了应力重分布,并随着初始负载逐渐增大,加固后钢柱新旧截面的应力重分布的趋势越来越明显.结论 建议在分析负载下焊接加固钢构件的受力性能时不仅需要采用生死单元技术,同时还需用热力耦合的方法,这样才能更加准确地模拟加固施工中焊接的热过程.     

焊后加载拉应力对细长板件焊接残余应力场的影响

运用ansys 软件,采用高斯热源模型,对细长板件的焊接进行了模拟,并在焊接完成后,对细长板件加载x方向和y方向的拉力。结果显示,细长板件焊接残余应力以压应力为主,在两方向加载拉力均能有效减小细长板件的残余应力。该研究表明可以通过加载适当拉力减小细长板件的残余应力。     

中厚板堆冷温度场有限元模拟

利用ANSYS分析软件模拟中厚板16MnR堆冷的温度场,采用JMat—pro软件计算热物性参数,通过试块实测温降曲线来校正模型。结果表明：试块的模拟结果和实验结果吻合较好,计算值和实测值的差小于12℃。把校正后的模型及各项参数应用于实际生产过程中的堆垛预测,如中厚板16MnR堆垛1m,环境温度为25℃,精整拆堆时要求心部温度200℃以下,所需要的参考堆垛时间至少为33h;堆垛1．5m至少需要43h。     

增补转角场和剪应变场的厚薄板通用矩形单元

提出了建立厚薄板弯曲单元的新方法,它是利用已有优质薄板单元模式,并增补厚板单元的剪应变场和转角场的方式得到厚薄板弯曲通用单元。采用此方法导出的3个（12个自由度）厚薄板通用矩形元具有良好的计算精度和收敛性,且不产生剪切闭锁现象。     

钢结构焊接残余应力及焊接变形控制技术

为了探究控制钢结构焊接过程变形策略,通过钢板对接方法研究了焊接残余应力及焊接变形.以两块同料、同尺寸钢板对接解析焊接工艺过程,设定常态焊接工艺参数,在焊接钢板上进行焊接横向及纵向残余应力计算,并在焊接过程构建温度场,建立有限元模型,绘制其温度曲线图,探究残余应力变化趋势及分布情况.结果表明,对接焊接钢结构焊缝附近部分残余应力较大,结构残余应力在初始加热时期会呈现较快下降趋势,后逐渐趋于平缓,钢板对接焊接变形主要原因是纵向残余应力过大,可通过平行加热处理降低纵向残余应力的影响.     

钢筋混凝土梁采用外粘钢板加固的有限元分析

利用成熟的材料本构关系和有限元分析方法,在不考虑钢板与所加固钢筋混凝土梁之间存在相对滑移的前提下,分析了粘钢前后梁的非线性性能,并比较了粘钢前后梁的极限承载力、挠度以及裂缝开展情况.并将ANSYS有限元分析结果与理论计算结果进行了比较.     

L形截面双钢板组合剪力墙受力性能有限元分析

双钢板组合剪力墙结构因其整体性好、刚度大、抗剪承载力高等优点而广泛应用于高层建筑.本文分析了L形截面双钢板组合剪力墙结构的受力特点,通过有限元软件ABAQUS对L形截面双钢板组合剪力墙建模分析,并将结果与试验结果进行了对比.通过有限元参数化建模,研究了轴压比、钢板厚度、钢材强度等级、混凝土强度等级、端部H型钢尺寸等主要...     

Machining Deformation Prediction of Thin-Walled Part Based on Finite Element Analysis

For the problems of machining distortion and the low accepted product during milling process of aluminum alloy thin-walled part, this paper starts from the analysis of initial stress state in material preparation process, the change process of residual stress within aluminum alloy pre-stretching plate is researched, and the distribution law of residual stress is indirectly obtained by delamination measurement methods, so the effect of internal residual stress on machining distortion is considered before finite element simulation.Considering the coupling effects of residual stress, dynamic milling force and clamping force on machining distortion, a three-dimensional dynamic finite element simulation model is established, and the whole cutting process is simulated from the blank material to finished product, a novel prediction method is proposed, which can availably predict the machining distortion accurately. The machining distortion state of the thin-walled part is achieved at different processing steps, the machining distortion of the thin-walled part is detected with three coordinate measuring machine tools, show that the simulation results are in good agreement with experimental data.