浅论应力基于ANSYS钢结构焊接温度场与应力场数值模拟期刊

论文导读：行多层多道焊接历程中的温度场和应力、应变场进行有限元浅析。具体阐述如下：首先，以两块等尺寸长75mm×宽50mm×高10mm的Q460E-Z35钢厚板为探讨对象。根据焊接的实际历程，拟采取60°斜Y坡口两层、三道次的单面对接焊接。同时，为了保证焊缝附近的高温区域有精确的温度分区，采取了焊缝附近网格尺寸划分较细，远离焊缝的区域逐渐增大
摘要：中厚板焊接多运用于各种大型建筑钢结构，焊接历程中的物理传输机制和熔池中的流体动力学状态是决定焊接接头组织与性能、焊缝成形质量以及焊接效率的关键因素。通过建立焊接热历程的数学模型，对焊接热历程进行数值模拟，得到温度场分布，深入理解焊接历程中产生的焊接残余应力和变形，为焊接热历程自动化提供重要且实用的论述依据和基础数据，具有重要的学术价值和实际运用作用。本论文运用ANSYS数值模拟软件，在我国国家体育场“鸟巢”钢结构焊接工程的背景下，对大跨度空间钢结构中利用的中厚板进行多层多道焊接历程中的温度场和应力、应变场进行有限元浅析。具体阐述如下：首先，以两块等尺寸长75mm×宽50mm×高10mm的Q460E-Z35钢厚板为探讨对象。根据焊接的实际历程，拟采取60°斜Y坡口两层、三道次的单面对接焊接。同时，为了保证焊缝附近的高温区域有精确的温度分区，采取了焊缝附近网格尺寸划分较细，远离焊缝的区域逐渐增大的网格划分策略。其次，利用生死单元技术和APDL参数化语言实现焊接热源的移动加载，简化了求解历程。探讨了不同时刻中厚板的温度场分布，并对焊后残余应力与变形情况进行模拟浅析。最后，将求解得到的不同温度场分布进行比较浅析，并将模拟结果与参考文献中的实验结果做比较。结果表明，模拟结果与实验情况吻合良好。关键词：数值模拟论文温度场论文应力应变场论文中厚板论文有限元浅析论文
本论文由www.7ctime.com,需要论文可以联系人员哦。摘要5-6
ABSTRACT6-11
1 绪论11-21

1.1 课题探讨背景11-12

1.2 焊接数值模拟技术的探讨历史和进展12-14

1.3 焊接温度场的国内外进展情况14-17

1.3.1 国外探讨的进展情况14-17

1.3.2 国内探讨的进展情况17

1.4 焊接应力场的国内外进展情况17-20

1.4.1 国外探讨的进展情况17-19

1.4.2 国内探讨的进展情况19-20

1.5 本论文探讨的内容和作用20-21

2 厚板焊接温度场的论述浅析21-31

2.1 有限元论述基础21-22

2.2 有限元浅析软件 ANSYS 介绍22-24

2.3 耦合场浅析论述基础24-25

2.4 焊接温度场论述基础25-28

2.4.1 焊接温度场的基本方程25-26

2.4.2 有限元求解26-28

2.5 焊接应力、应变场的论述基础28-31

2.5.1 热弹塑性论述28-29

2.5.2 求解历程29-31

3 厚板焊接温度场的数值模拟31-45

3.1 模型的建立31-39

3.

1.1 几何模型及其简化31-33

3.

1.2 单元类型的确定33-34

3.

1.3 材料特性参数34-35

3.

1.4 网格的划分35-37

3.

1.5 热源模型的选取37-39

3.2 初始条件与边界条件的设定39-40

3.3 生死单元技术40-41

3.4 移动热源的加载41

3.5 确定时间步长41-45

4 厚板焊接温度场的数值模拟浅析结果45-58

4.1 温度场的后处理45

4.2 温度场的分布45-58

4.

2.1 各道焊缝温度场的分布45-47

4.

2.2 焊件节点温度随时间变化历程47-58

5 厚板焊接应力应变场的数值模拟浅析结果58-65

5.1 厚板焊接应力及变形理由58

5.2 大应变效应58-59

5.3 牛顿-拉普森（Newton-Raphson）选项59

5.4 焊接应力应变的数值模拟浅析结果59-60

5.5 沿径向应力分布曲线60-63

5.6 焊接参数对应力应变的影响63-65

6 结论与展望65-67

6.1 结论65

6.2 展望65-67

参考文献67-71
致谢71-72
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