本文關鍵詞：T型接頭焊接殘余應力數(shù)值模擬及強度分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 在船舶建造和修理過程中,T型接頭焊接結構件大量運用于制造和修建的各個工序中,其焊接殘余應力的存在,會直接影響到船體鋼結構的強度和承載能力。由于現(xiàn)階段控制和消除殘余應力能力還不夠成熟,很多方法只能很小部分的控制和消除殘余應力,因此殘余應力大量的留在T型接頭焊接結構件上。為了保證船體焊接結構的安全可靠性,使船舶檢驗單位在進行強度校核時重視和考慮焊接殘余應力對船體結構強度的影響,準確的推斷焊接過程中的力學行為和殘余應力以及研究殘余應力和外載荷的疊加效果是十分重要的課題。本文在前人研究的基礎上,利用計算機數(shù)值模擬技術,主要是通過ANSYS數(shù)值模擬軟件,對以下內(nèi)容進行了研究: 1、建立T型接頭埋弧焊焊接殘余應力的數(shù)值計算模型,確定邊界條件和材料的熱彈塑性性能,相比文獻8、9和11,解決焊接過程中焊料的生死單元填充、相變潛熱、對流系數(shù)的加載以及熱源輸入有效功率系數(shù)的確定等關鍵問題; 2、以厚度12mm的20#鋼板T型接頭埋弧焊為例,計算焊接溫度場的分布規(guī)律,并以此為基礎計算焊后殘余應力的分布規(guī)律; 3、以焊后殘余應力的計算結果為基礎,進行外載荷下強度校核對比分析(有無殘余應力存在),比較兩種情況下強度校核分析的結果,考察殘余應力對焊接構件承載能力的影響。
【關鍵詞】：數(shù)值模擬 焊接殘余應力 結構強度校核
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：U671.84
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-12
• 1.1 論文研究背景和意義8
• 1.2 焊接殘余應力概念、產(chǎn)生原因及主要影響因素8-9
• 1.3 焊接殘余應力數(shù)值模擬在國內(nèi)外研究和發(fā)展狀況9-11
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容11-12
• 2 焊接過程有限元分析理論基礎12-25
• 2.1 有限元分析方法簡介12-13
• 2.2 變分原理13-16
• 2.2.1 泛函的極值14-15
• 2.2.2 一維問題的歐拉方程15-16
• 2.2.3 二維問題的歐拉方程16
• 2.3 焊接熱過程有限元分析的基本方程16-20
• 2.3.1 焊接有限元模型簡化16-17
• 2.3.2 焊接熱傳導基本方程17-18
• 2.3.3 非線性瞬態(tài)熱傳導的問題18-20
• 2.4 焊接應力場分析的基本理論20-25
• 2.4.1 焊接殘余應力和變形基本理論20-22
• 2.4.2 熱彈塑性基本理論22-25
• 3 ANSYS熱分析概述25-29
• 3.1 焊接溫度場的模擬計算25-27
• 3.1.1 前處理25-26
• 3.1.2 載荷加載和求解26-27
• 3.1.3 后處理27
• 3.2 焊接應力場模擬計算27-29
• 3.2.1 焊接應力場的ANSYS求解27
• 3.2.2 邊界條件和載荷施加27-28
• 3.2.3 后處理28-29
• 4 基于ANSYS的12mm板厚T型多道焊殘余應力數(shù)值模擬計算29-54
• 4.1 建立有限元模型29-32
• 4.1.1 焊接模型的簡化29-30
• 4.1.2 單元類型的選擇和網(wǎng)格劃分30-32
• 4.2 T型焊溫度場分析32-40
• 4.2.1 材料熱物理參數(shù)32-34
• 4.2.2 焊接熱輸入、邊界條件、焊料填充及求解34-36
• 4.2.3 分析結果36-40
• 4.3 T型焊應力場分析40-52
• 4.3.1 材料熱力學參數(shù)40-41
• 4.3.2 載荷的加載、熔池零應力及邊界條件處理41
• 4.3.3 求解41-42
• 4.3.4 T型焊應力場結果分析及與相關文獻對比42-52
• 4.4 本章小結52-54
• 5 含殘余應力 T型焊接結構件外載荷作用下的強度分析54-64
• 5.1 無殘余應力參與下 T型構件強度分析54-57
• 5.1.1 模型的建立54-56
• 5.1.2 彎矩作用下的強度分析結果56-57
• 5.2 殘余應力參與下的T型構件強度分析57-60
• 5.2.1 模型的建立57-58
• 5.2.2 殘余應力和彎矩作用下的強度分析58-60
• 5.3 兩種情況(有無殘余應力)下的強度結果對比60
• 5.4 殘余應力在外載荷作用下的重新分布60-63
• 5.5 本章小結63-64
• 6 焊接構件中殘余應力的控制和和消除方法簡介64-66
• 6.1 關于焊接構件中內(nèi)部殘余應力消除方法的簡介64-65
• 6.2 焊接殘余應力控制65-66
• 結論66-67
• 展望67-68
• 參考文獻68-70
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況70-71
• 致謝71-72

【引證文獻】

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1 廖孟安;榮冉升;;焊接結構和順序?qū)附託堄鄳τ绊懷芯縖J];熱加工工藝;2012年01期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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2 黃浩;基于數(shù)值模擬與實驗的平板氧氣切割殘余應力研究[D];大連理工大學;2010年

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本文編號：268598