基于ANSYS钢结构焊接温度场与应力场的数值模拟

发布时间：2016-11-29 19:44

  本文关键词：基于ANSYS钢结构焊接温度场与应力场的数值模拟，由笔耕文化传播整理发布。

《青岛科技大学》 2012年

基于ANSYS钢结构焊接温度场与应力场的数值模拟

柯佳娜  

【摘要】：中厚板焊接多应用于各种大型建筑钢结构，焊接过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。通过建立焊接热过程的数学模型，对焊接热过程进行数值模拟，得到温度场分布，深入理解焊接过程中产生的焊接残余应力和变形，为焊接热过程自动化提供重要且实用的理论依据和基础数据，具有重要的学术价值和实际应用意义。 本文应用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使用的中厚板进行多层多道焊接过程中的温度场和应力、应变场进行有限元分析。具体阐述如下： 首先，，以两块等尺寸长75mm×宽50mm×高10mm的Q460E-Z35钢厚板为研究对象。根据焊接的实际过程，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方法。 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，简化了求解过程。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分析。 最后，将求解得到的不同温度场分布进行比较分析，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】：
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TG457.11;TU391
【目录】：

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本文编号：198601