超厚板箱體結(jié)構(gòu)焊接溫度場及應(yīng)力場的三維數(shù)值模擬.pdf

1、焊接技術(shù)發(fā)源于機械加工行業(yè)，是一種高效經(jīng)濟的材料加工手段。隨著建筑鋼結(jié)構(gòu)的普及，焊接技術(shù)也逐漸應(yīng)用到土木結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。近幾年，大型鋼結(jié)構(gòu)層出不窮，結(jié)構(gòu)高度也不斷增加，與之相適應(yīng)的是鋼板厚度不斷增加，鋼構(gòu)尺寸不斷增大。在焊接拼裝過程中，超厚板、超大尺寸鋼結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力及變形等問題，進而影響構(gòu)件安裝的精度和施工質(zhì)量。在構(gòu)件的焊接拼裝之前，通過計算機模擬焊接中的溫度場和應(yīng)力場，提前預(yù)測焊接溫度的變化及應(yīng)力和變形情況，具有快捷和經(jīng)濟的優(yōu)點

2、，也可以為現(xiàn)場施工提供指導(dǎo)，提高工作效率，降低施工成本，因此具有重要的現(xiàn)實意義。
　　 本文從焊接熱傳導(dǎo)的基礎(chǔ)理論出發(fā)，以有限元分析方法為手段，對80mm超厚板的焊接熱循環(huán)過程及超大型超厚板箱體鋼結(jié)構(gòu)的焊接過程進行動態(tài)模擬，同時計算出焊接溫度和殘余應(yīng)力應(yīng)變的分布情況。針對厚板或超厚板的焊接，本文提出如下新思維:選擇雙橢球熱源模型和必要的簡化手段來模擬超厚板的焊接過程具有模擬的可行性和結(jié)果的可靠性;利用ANSYS的參數(shù)化設(shè)計語言程

3、序可以實現(xiàn)多條焊縫同時施焊的模擬過程。在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計階段，考慮到焊接安裝的質(zhì)量要求，設(shè)計人員可以事先通過計算機模擬來選擇最佳的焊接順序，以滿足施工的質(zhì)量要求;通過箱體結(jié)構(gòu)的焊接模擬，我們可以得知其邊緣區(qū)域（與后續(xù)焊接工作相接合的部位）的溫度基本維持在室溫，且此區(qū)域的焊接殘余應(yīng)力很小，不會發(fā)生屈服現(xiàn)象。雖然邊緣區(qū)域的變形受到焊縫區(qū)域塑性變形累積效應(yīng)的影響，但在整體焊接過程中模型與其它構(gòu)件相連焊接點的最大位移為0.08mm左右，這個數(shù)據(jù)在現(xiàn)