Ti2AlNb合金电子束熔透焊的数值模拟

发布时间：2018-07-29 21:03

【摘要】：采用热-弹-塑性有限元计算模拟了Ti2AlNb合金电子束焊的温度场和应力场。为了准确反映熔透型电子束焊接的特点,对旋转高斯曲面体热源模型进行了改进。研究结果表明:采用改进的热源模型能准确地模拟穿透型电子束焊焊缝横截面轮廓;残余应力的模拟结果与实验结果吻合较好,证明了有限元模型的正确性;Ti2AlNb合金电子束焊后残余应力以纵向拉应力为主,且集中分布在距焊缝中心线3 mm的区域内;横向残余应力在表面附近区域呈压应力,内部呈拉应力,表面横向压应力是由焊缝纵向和厚度方向的收缩导致的;焊缝内部出现三向拉应力的状态。
[Abstract]:The thermo elastic plastic finite element method is used to simulate the temperature field and stress field of the electron beam welding of Ti2AlNb alloy. In order to accurately reflect the characteristics of the penetration type electron beam welding, the rotating Gauss surface heat source model is improved. The results show that the improved heat source model can accurately simulate the cross section of the penetrating electron beam welding seam. The simulation results of the residual stress are in good agreement with the experimental results, which proves the correctness of the finite element model. The residual stress of Ti2AlNb alloy after electron beam welding is mainly in the longitudinal tensile stress and is concentrated in the area of 3 mm from the center line of the weld seam; the transverse residual stress is compressive in the area near the surface, and the internal tensile stress is inside and the surface is transverse. The compressive stress is caused by the contraction of longitudinal and thickness direction of the weld, and the three direction tensile stress occurs inside the weld.
【作者单位】： 清华大学;摩擦学国家重点实验室;先进成形制造教育部重点实验室;首都航天机械公司;中国运载火箭技术研究院;
【基金】：先进成形制造全流程建模与仿真创新平台项目(2012 2X04012-011) 航天一院高校联合创新基金(CALT201209)
【分类号】：TG456.3

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本文编号：2154010