12mm厚TC4鈦合金板電子束焊接溫度場應(yīng)力場三維有限元數(shù)值模擬.pdf

1、本研究在西北工業(yè)大學2-64位集群系統(tǒng)高性能計算系統(tǒng)環(huán)境下,基于ANSYS的虛擬試驗平臺,以12mm厚TC4鈦合金平板為研究對象,建立了真空電子束焊接的溫度場有限元數(shù)值計算模型.通過對電子束深熔焊接特點的分析,提出了圓錐形體熱源模型,并對電子束焊接溫度場進行了數(shù)值模擬.模擬的熔池形狀和焊縫形貌與文獻結(jié)果有良好的一致性.在溫度場分析的基礎(chǔ)上,基于熱彈塑性有限元理論建立了鈦合金應(yīng)力場有限元數(shù)值計算模型.計算獲得了TC4鈦合金真空電子束焊接熱

2、應(yīng)力的發(fā)展歷史和殘余應(yīng)力的分布特征.平板工件中心存在較大的殘余應(yīng)力分布區(qū).在橫向距焊縫中心10mm內(nèi)存在300MPa~594MPa的殘余應(yīng)力.厚度方向上垂直應(yīng)力以壓應(yīng)力為主,最大值約400MPa位于工件的中心.真空電子束的聚焦束斑直徑約為0.1mm~1mm,因此在空間上對焊縫附近區(qū)域的網(wǎng)格劃分需要比普通焊接方法時細的多,導致計算量大大增加.本文通過在集群系統(tǒng)計算環(huán)境下ANSYS的并行計算,在保證計算精度的前提下,顯著的提高了計算速度,為