钢结构焊接数值模拟及焊接顺序优化

发布时间：2017-10-09 10:27

  本文关键词：钢结构焊接数值模拟及焊接顺序优化

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【摘要】：焊接技术广泛的应用于各种各业。实际中大型焊接结构中焊接部位较多,很容易在焊接过程中积累较大的变形,从而影响使用功能甚至是使结构报废,因此如何降低结构的焊接变形显得特别重要。本文使用有限元软件ANSYS对十字滑台结构进行焊接过程的模拟,并对通过模拟得到的结构温度场和位移场进行分析,考虑不同焊接顺序,对结构的焊接变形进行优化,得到较为合理的焊接方案。首先,文中采用ANSYS软件的间接法模拟得到了十字滑台结构在八种焊接顺序下的温度场以及位移场,对结果进行比较分析,得出了相对合理的焊接顺序。其次,针对有限元软件焊接模拟过程中出现的计算不易收敛和耗时长等问题,提出叠加焊接变形的方法来计算十字滑台结构导轨变形,提高了计算效率。最后,由于焊接过程中的诸多因素未被考虑导致有限元模拟焊接所得结果在精确性方面存在一些问题,为了得到更接近于真实的焊接残余应变,本文使用半物理,结合压痕法实验分析了焊接件单向拉伸时的受力状态。本项研究得到辽宁省科技重大专项子课题：“卧式加工中心静动热特性与低应力制造(201301002-01)”的资助。
【关键词】：ANSYS 十字滑台 优化 叠加法 半物理法
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG44
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 焊接残余应力和变形的成因9-10
• 1.3 国内外发展状况10-12
• 1.3.1 焊接温度场的模拟研究10-11
• 1.3.2 焊接顺序优化研究11
• 1.3.3 残余应变测量研究11-12
• 1.4 研究的主要内容及创新点12-13
• 1.4.1 主要的研究内容12
• 1.4.2 主要创新点12-13
• 2 焊接变形数值模拟13-22
• 2.1 焊接模拟相关理论13-16
• 2.1.1 温度场分析13-14
• 2.1.2 结构分析14-16
• 2.2 ANSYS焊接模拟过程16-22
• 2.2.1 ANSYS模拟焊接温度场18-20
• 2.2.2 ANSYS模拟焊接位移场20-22
• 3 十字滑台焊接变形数值模拟22-35
• 3.1 十字滑台结构焊接有限元模拟22-24
• 3.1.1 材料参数及焊接的初始条件的边界条件22
• 3.1.2 有限元模型22-24
• 3.2 焊接温度场的分析24-28
• 3.2.1 温度场模拟过程24-26
• 3.2.2 温度场计算结果26-28
• 3.3 焊接位移场的分析28-34
• 3.3.1 结构边界条件28
• 3.3.2 位移场计算结果及优化28-34
• 3.4 本章小结34-35
• 4 叠加法计算焊接变形的计算方法及焊接顺序的优化35-41
• 4.1 叠加法计算原理35-37
• 4.2 十字滑台结构叠加法分析37-40
• 4.2.1 单条焊缝的位移结果37-39
• 4.2.2 焊缝顺序的优化39-40
• 4.3 本章小结40-41
• 5 半物理仿真法模拟结构残余应变41-48
• 5.1 压痕法实验41-43
• 5.1.1 实验原理41
• 5.1.2 实验过程41-42
• 5.1.3 实验结果42-43
• 5.2 有限元分析43-47
• 5.2.1 输入实验结果43-46
• 5.2.2 受力分析46-47
• 5.3 本章小结47-48
• 结论48-50
• 参考文献50-52
• 附录A52-54
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况54-55
• 致谢55-56

【共引文献】

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本文编号：999655