三维焊接热应力和残余应力演化虚拟分析技术研究

发布时间：2017-04-18 20:22

  本文关键词：三维焊接热应力和残余应力演化虚拟分析技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 本文采用有限元分析软件ANSYS对焊接过程中的动态应力及焊后残余应力和变形进行了虚拟分析，建立了实用可行的三维焊接热应力和残余应力演化虚拟分析方法。在理论方面，本论文探索热、力耦合场理论，并成功地建立焊接过程数学模型。在应用方面，，结合有限元分析软件ANSYS，着重研究建模方法、求解技巧、热力耦合方法、焊接熔敷过程的模拟方法以及求解效率问题。 本论文的主要特点： 1．计算过程中材料性能随温度变化，属于材料非线性问题。 2．建立焊接瞬态温度分布数学模型，解决焊接热源移动的数学模拟问题。 3．提出一种依次判断焊接温度场各影响因素大小的方法，以便精确模拟焊接温度场。 4．通过改变单元属性的办法，解决材料的熔化、凝固模拟问题，解决了用生死单元模拟材料的熔化、凝固过程难收敛的问题， 5．利用本文虚拟分析方法，能对焊接过程的热应力及残余应力进行预测。
【关键词】：焊接 虚拟分析 有限元 热应力 残余应力 ANSYS
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：TG409
【目录】：

• 第一章 绪论9-15
• §1．1 前言9-10
• §1．2 焊接温度场的研究历史和新发展10-12
• §1．3 焊接应力应变过程的研究历史和发展12-13
• §1．4 有限元分析软件在分析焊接热应力、残余应力中的应用和发展13-14
• §1．5 本文研究的内容及意义14-15
• 第二章 焊接过程有限元虚拟分析理论与方法15-41
• §2．1 焊接过程有限元分析的特点15
• §2．2 焊接有限元模型的简化15-16
• §2．3 温度场、应力场数值模拟方法16-18
• §2．4 焊接温度场的计算18-31
• 2．4．1 热传导本构方程18-19
• 2．4．2 温度场的有限元计算方法19-21
• 2．4．3 焊接温度场模型的简化21-28
• 2．4．4 高速移动热源的解析解28-31
• §2．5 焊接应力场的计算31-40
• 2．5．1 金属的填充及金属的熔化和凝固的模拟31-32
• 2．5．2 焊接力学模32-38
• 2．5．3 焊接残余应力工程估算法的数值分析38-40
• §2．6 小结40-41
• 第三章 焊接过程虚拟分析41-48
• §3．1 焊接过程温度场虚拟分析41-44
• §3．2 焊接过程应力应变场虚拟分析44-47
• §3．3 小结47-48
• 第四章 厚板焊接温度场分析实例48-58
• §4．1 焊接热源的移动48-50
• §4．2 材料的热物理性能50-51
• §4．3 厚板焊接温度场的数值模拟结果与解析解比较51-57
• 4．3．1 载荷步和网格划分精度检验52-54
• 4．3．2 热物理性能参数的检验54-57
• §4．4 小结57-58
• 第五章 厚板焊接应力场分析实例58-66
• §5．1 材料的物理性能58-60
• §5．2 焊接过程动态应力结果60-62
• §5．3 残余应力结果62-64
• §5．4 焊接应力分析时应该注意的问题64-65
• §5．5 小结65-66
• 第六章 圆筒焊接温度场、应力场的分析实例66-71
• §6．1 前言66-67
• §6．2 温度场结果67-68
• §6．3 残余应力结果68-69
• §6．4 残余变形结果69-70
• §6．5 小结70-71
• 结论与展望71-72
• 参考文献72-74
• 附录74-84
• 致谢84

【引证文献】

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本文编号：315689