超大薄壁结构TIG焊接变形数值模拟分析及应用
发布时间：2021-12-11 04:01
超大薄壁结构由于重量轻、强度高等优点广泛应用于航天产品中,如火箭的贮箱结构。制造过程中各零件之间通常采用焊接工艺进行连接,由于超大薄壁结构刚性小,易变形的特性,结构焊接变形与残余应力造成装配过程中出现错边、间隙等尺寸偏差,严重影响装配后整体结构的几何精度与制造质量。随着结构尺寸增大,结构刚度的下降加剧几何非线性对结构翘曲变形的影响。由于焊接过程中热-力耦合作用,超大薄壁结构的残余变形与应力具有高度非线性大梯度特征,变形过程难以解析表达,导致焊接变形难以准确、高效地预测。针对超大薄壁结构的焊接变形问题,考虑材料和几何非线性的影响,对焊接变形进行准确、高效地预测;建立焊接数值计算模型,研究超大薄壁结构TIG焊接变形规律,建立结构几何形状参数和焊接工艺参数因素与焊接变形的关联关系;对3.35m直径火箭贮箱整体焊接装配过程进行数值计算和焊后几何质量评估,为火箭贮箱焊接装配数值模拟提供理论基础和指导。主要内容包括以下几个部分:（1）超大薄壁结构非线性焊接变形准确预测方法基于三维应力映射方法建立焊接变形准确预测模型,根据局部模型的焊接应力计算结果将应力分量映射到整体模型,分别通过区域划分和子结构法...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
论文主题内容与结构框架
图 3-1 局部模型几何建模Fig. 3-1 Geometrical modeling of small sized model型焊缝结构两侧大部分区域在实际焊接过程中不发生热弹塑将局部模型两侧的区域视为弹性区域，设置为子结构，区域持对局部模型的弹性几何约束。以直板模型为例，如图 3-2 为 1000mm×100mm×2mm，仅保留其中一侧与局部模型接触到子结构为弹性结构，在焊接过程的计算中仅发生弹性变形点的三维实体缩减积分单元 C3D8R，网格尺寸大小为 50mm网格。
图 3-1 局部模型几何建模Fig. 3-1 Geometrical modeling of small sized model考虑模型焊缝结构两侧大部分区域在实际焊接过程中不发生热弹塑性变形，数值模拟时将局部模型两侧的区域视为弹性区域，设置为子结构，区域内进行刚度凝聚以保持对局部模型的弹性几何约束。以直板模型为例，如图 3-2 所示，子结构的尺寸为 1000mm×100mm×2mm，仅保留其中一侧与局部模型接触区域的自由度。考虑到子结构为弹性结构，在焊接过程的计算中仅发生弹性变形，网格类型选用 8 节点的三维实体缩减积分单元 C3D8R，网格尺寸大小为 50mm，厚度方向划分单层网格。
本文编号：3533975
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
论文主题内容与结构框架
图 3-1 局部模型几何建模Fig. 3-1 Geometrical modeling of small sized model型焊缝结构两侧大部分区域在实际焊接过程中不发生热弹塑将局部模型两侧的区域视为弹性区域，设置为子结构，区域持对局部模型的弹性几何约束。以直板模型为例，如图 3-2 为 1000mm×100mm×2mm，仅保留其中一侧与局部模型接触到子结构为弹性结构，在焊接过程的计算中仅发生弹性变形点的三维实体缩减积分单元 C3D8R，网格尺寸大小为 50mm网格。
图 3-1 局部模型几何建模Fig. 3-1 Geometrical modeling of small sized model考虑模型焊缝结构两侧大部分区域在实际焊接过程中不发生热弹塑性变形，数值模拟时将局部模型两侧的区域视为弹性区域，设置为子结构，区域内进行刚度凝聚以保持对局部模型的弹性几何约束。以直板模型为例，如图 3-2 所示，子结构的尺寸为 1000mm×100mm×2mm，仅保留其中一侧与局部模型接触区域的自由度。考虑到子结构为弹性结构，在焊接过程的计算中仅发生弹性变形，网格类型选用 8 节点的三维实体缩减积分单元 C3D8R，网格尺寸大小为 50mm，厚度方向划分单层网格。
本文编号：3533975
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3533975.html
