不锈钢芯板结构钎焊残余应力有限元分析

发布时间：2020-08-28 13:25

　　 不锈钢芯板以均匀布置的不锈钢管作为芯材,芯材与上下不锈钢面板通过钎焊结合形成整体,完美的结合了不锈钢材料耐酸碱抗腐蚀、芯板结构轻质高强的优势,具有易批量生产、可重复利用、绿色环保等显著特点。随着不锈钢产品的日益丰富,当前不锈钢业已成为建筑材料领域的翘楚,拥有非常广泛的应用前景。为了规范不锈钢行业和市场,我国势必要制定相应的法规标准以便规范其使用、引导其发展。本文在现有研究的基础上,对不锈钢芯板构件钎焊残余应力进行了分析。研究的主要内容包括:(1)梳理了钎焊的相关知识,阐述了焊接残余应力对结构性能的影响,简要介绍了热力学和有限元法的基本理论,为后续开展研究工作进行铺垫。(2)根据现有的焊接热过程有限元分析理论,针对不锈钢芯板构件钎焊残余应力的具体问题,运用软件ANSYS建立热-结构耦合分析模型进行有限元分析,详细介绍了建立有限元模型的方法,载荷施加情况,求解选项的设置等。(3)运用多重求解法和直接求解法分别分析了不锈钢芯板构件钎焊残余应力,并从温度分布、变形分布、应力分布、路径结果和时程分析这几个方面对比了二者的计算结果,发现了钎焊热过程有限元分析的新方法。(4)探究了几何尺寸对不锈钢芯板构件钎焊残余应力的影响,通过29组模型的有限元分析,获得了面板厚度、芯管厚度、钎料厚度和芯管直径这四种因素对钎焊残余应力大小和分布的影响规律。为不锈钢芯板结构的设计和生产提供了建议和指导。
【学位单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU391
【部分图文】：

生产周期缩短，节点构造简单，焊接工艺成熟，便于实现机。⑤适用性强；厚度不同、形状不一、材料迥异的工件都可通过焊如今，焊接结构已成为工程中应用最普遍的连接形式之一。接技术发展至今，已经形成了多种适应不同连接状况的焊接分支，熔焊和压焊并称为构成现代焊接技术三个的关键部分。钎焊是选用的金属作为钎料，将母材与钎料整体加热到高于钎料熔点但低于母，使液态的钎料润湿母材，填充接头缝隙并与母材相互扩散最终实[2]，这是一种使用频率非常高的焊接连接方式。目前钎焊技术已经用来解决焊接中的难题，特别适合连接小件、薄件、复杂焊缝构件机械制造、电子工业等方面应用广泛，在航空航天领域也占据了无地位。钎焊的缺点是，钎焊接头的强度和耐热性大多低于母材，钎的表面清洁和装配质量均有严格要求。为弥补强度的不足，通常是接长度以便增大接触面积。钎焊的原理

本文中进行的钎焊残余应力有限元力场有限元分析的组合，其中，温度场度改变而产生的变化是此次有限元分析变量的函数。例如，取空间中任意两点度记为 LAB，那么 LAB的长度将随曲线 y(x)，则dxdxdyLBAxxAB 21 泛函。与普通函数类似，泛函也存在法即为变分法。y

常见的热辐射有很多，比如，太阳能的利用、烤箱烤炉、电热烘干机、浴霸、微波炉加热等。如图2.2所示，是发生辐射传热时的能量分配示意，辐射到物体表面的能量0Q分为三部分：被吸收的能量AQ 、被反射的能量RQ 、被释放的能量DQ ，因此0QQQQARD (2-27)

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本文编号：2807633