梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)用是提高整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、提高性能、增加承載能力的重要途徑,并且梁結(jié)構(gòu)在船舶、橋梁、建筑等行業(yè)起著尤為重要的作用。焊接是梁結(jié)構(gòu)加工的主要方式,焊接過程必然伴隨著焊接殘余應(yīng)力和變形的產(chǎn)生,焊接應(yīng)力變形既是形成各種焊接缺陷的重要因素,又是造成焊接熱應(yīng)變脆化的根源,直接影響著梁結(jié)構(gòu)的制造質(zhì)量和使用性能。因此,正確理解焊接應(yīng)力變形的形成機(jī)理、作用與影響,掌握控制和調(diào)整焊接應(yīng)力與變形的方法,對于提高梁結(jié)構(gòu)的制造質(zhì)量和服役性能具有非常重要的意義。本研究以Q345鋼T型梁結(jié)構(gòu)為研究對象,基于熱彈塑性力學(xué)理論,采用數(shù)值模擬的方法對常規(guī)焊接和低應(yīng)力無變形焊接兩種情況進(jìn)行機(jī)理研究和分析。為改善優(yōu)化當(dāng)前的焊接加工工藝,實現(xiàn)梁結(jié)構(gòu)的焊接低應(yīng)力無變形提供理論依據(jù)和基礎(chǔ)。本論文的具體研究內(nèi)容如下:（1）采用ANSYS有限元計算軟件,建立適用于T型梁結(jié)構(gòu)的雙向兩道焊接過程的三維有限元模型,計算并獲得T型梁結(jié)構(gòu)在常規(guī)焊接過程中的溫度場和熱彈塑性應(yīng)力應(yīng)變場的分布變化規(guī)律。（2）在低應(yīng)力無變形焊接模擬過程中,由于緊隨熱源的熱沉產(chǎn)生急冷作用,焊件結(jié)構(gòu)的溫度場相較于常規(guī)焊接過程會發(fā)生畸變,熱源中心之后的溫度會有一個驟降... 

【文章來源】：江蘇科技大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 焊接數(shù)值模擬的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 溫度場的數(shù)值模擬發(fā)展及現(xiàn)狀
        1.2.2 應(yīng)力應(yīng)變場的數(shù)值模擬發(fā)展及現(xiàn)狀
    1.3 焊接應(yīng)力變形控制方法及研究現(xiàn)狀
        1.3.1 焊前預(yù)變形
        1.3.2 焊后滾壓變形
        1.3.3 低應(yīng)力無變形焊接法
    1.4 動態(tài)控制低應(yīng)力無變形焊接法
    1.5 主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
第2章 焊接過程有限元分析的理論基礎(chǔ)
    2.1 前言
    2.2 關(guān)于溫度場有限元分析的理論基礎(chǔ)
        2.2.1 數(shù)學(xué)模型
        2.2.2 非線性熱傳導(dǎo)分析的收斂性判定
    2.3 熱彈塑性有限元分析理論基礎(chǔ)
        2.3.1 熱彈塑性理論的增量本構(gòu)關(guān)系
        2.3.2 單元剛度矩陣及等效節(jié)點載荷的形成
    2.4 焊接應(yīng)力應(yīng)變有限元分析理論基礎(chǔ)
    2.5 有限元計算的基本方法和步驟
        2.5.1 溫度場分析
        2.5.2 應(yīng)力分析
    2.6 本章小結(jié)
第3章 船體梁結(jié)構(gòu)有限元數(shù)值模型的建立
    3.1 前言
    3.2 ANSYS熱分析
        3.2.1 傳熱方式
        3.2.2 熱載荷形式
        3.2.3 焊接熱應(yīng)力分析
    3.3 焊接溫度場模擬
        3.3.1 幾何模型的建立
        3.3.2 單元類型的選擇
        3.3.3 焊接材料屬性
        3.3.4 有限元網(wǎng)格及邊界條件
        3.3.5 焊接熱源施加
        3.3.6 分析選項和求解
    3.4 應(yīng)力應(yīng)變場模擬
        3.4.1 材料屬性
        3.4.2 定義邊界條件和施加載荷
    3.5 本章小結(jié)
第4章 船體梁結(jié)構(gòu)常規(guī)焊接過程數(shù)值模擬
    4.1 前言
    4.2 焊接溫度場的計算及結(jié)果分析
    4.3 焊接應(yīng)力場的計算及結(jié)果分析
    4.4 焊接變形結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 船體梁結(jié)構(gòu)低應(yīng)力無變形焊接過程數(shù)值模擬
    5.1 前言
    5.2 低應(yīng)力無變形焊接溫度場計算結(jié)果及討論
    5.3 低應(yīng)力無變形焊接應(yīng)力場計算結(jié)果及討論
    5.4 低應(yīng)力無變形焊接變形結(jié)果分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 低應(yīng)力無變形焊接熱沉參數(shù)對焊接過程的影響
    6.1 前言
    6.2 熱源與熱沉之間的距離對焊接結(jié)果的影響
        6.2.1 熱源與熱沉的距離對焊件溫度場的影響
        6.2.2 熱源與熱沉的距離對焊件應(yīng)力應(yīng)變場的影響
        6.2.3 熱源與熱沉的距離對焊件結(jié)構(gòu)變形的影響
    6.3 熱沉的冷卻強(qiáng)度對焊接結(jié)果的影響
        6.3.1 熱沉的冷卻強(qiáng)度對焊件溫度場的影響
        6.3.2 熱沉的冷卻強(qiáng)度對焊件應(yīng)力應(yīng)變場的影響
        6.3.3 熱沉的冷卻強(qiáng)度對焊件結(jié)構(gòu)變形的影響
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    工作總結(jié)
    工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3277669