以150mm×300mm×30mm的Q355平板、J606RH焊材為研究對(duì)象,建立U形坡口焊條電弧焊的三維有限元模型,利用ANSYS的熱-結(jié)構(gòu)耦合分析法,對(duì)焊接過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬研究。成功預(yù)測(cè)U形坡口焊條電弧焊的溫度場(chǎng)、焊接殘余應(yīng)力的分布,并模擬計(jì)算得出焊接最大殘余應(yīng)力都小于母材、焊材的屈服極限,為U形坡口焊條電弧焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論支持和工程指導(dǎo)。

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【部分圖文】：

圖1 U形焊縫坡口

(1）研究對(duì)象采用150mm×300mm×30mm的Q355標(biāo)準(zhǔn)平板試件，U形對(duì)接焊，焊縫坡口如圖1所示。(2）模型網(wǎng)格U形焊縫是通過(guò)焊條焊接形成的。為達(dá)到真實(shí)模擬的效果，采用了單元“生死技術(shù)”，因此單元必須具備生死、耦合功能，可進(jìn)行熱-應(yīng)力耦合分析，由此根據(jù)上述條件，焊接試件母....

圖2 U形焊縫網(wǎng)格劃分模型

(2）模型網(wǎng)格U形焊縫是通過(guò)焊條焊接形成的。為達(dá)到真實(shí)模擬的效果，采用了單元“生死技術(shù)”，因此單元必須具備生死、耦合功能，可進(jìn)行熱-應(yīng)力耦合分析，由此根據(jù)上述條件，焊接試件母材選用Plan13單元，焊縫區(qū)選用Solid5單元，網(wǎng)格劃分模型如圖2所示。(3）材料屬性平板試件由兩種材....

圖3 正在焊接的U形焊縫

(1）溫度場(chǎng)分析從圖4可以看出，在U形焊件的焊縫中心線(xiàn)上，隨著熱源移動(dòng)，無(wú)溫度場(chǎng)集中現(xiàn)象。為了更全面地反映U形焊接過(guò)程，分別從焊縫長(zhǎng)度、焊縫厚度、寬度三個(gè)方向不同的側(cè)面，提取U形焊縫節(jié)點(diǎn)上的溫度-時(shí)間歷程變化曲線(xiàn)，進(jìn)而分析研究其變化規(guī)律。圖4U形焊縫溫度分布

圖4 U形焊縫溫度分布

圖3正在焊接的U形焊縫1）通過(guò)圖5和圖6可以看出，隨著焊接熱源沿著焊縫中心線(xiàn)的移動(dòng)，U形焊縫長(zhǎng)度方向中心線(xiàn)上各點(diǎn)溫度變化都是從起始值急速上升至最大值，然后又迅速下降。并且可以看出，溫度上升速度很顯然大于溫度下降速度，但溫度下降速度平緩后，各節(jié)點(diǎn)的溫度變化趨勢(shì)基本相同。此外還可以....

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