焊接是兩種乃至多種的材料利用分子(原子)間的擴(kuò)散與滲透的方式來達(dá)到永久性連接目的的工藝過程。環(huán)形焊縫是核電管道最普遍的連接方式之一,所以準(zhǔn)確了解管道環(huán)形焊縫在焊接過程中溫度場(chǎng)分布、應(yīng)力場(chǎng)分布對(duì)于管道的安全運(yùn)行和維護(hù)尤為重要。本文采用的焊接過程仿真是基于ANSYS Workbench仿真環(huán)境進(jìn)行,以ANSYS模擬316NG核電壓力管道焊接接頭殘余應(yīng)力,探討焊接工藝參數(shù)優(yōu)化,殘余應(yīng)力對(duì)在役期間的潛在腐蝕裂紋擴(kuò)展的影響進(jìn)行研究,主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)以核電焊接接頭簡(jiǎn)化模型—平板對(duì)接焊接接頭為研究對(duì)象,本文采用基于拉丁方的焊接工藝參數(shù)試驗(yàn),以有限元數(shù)值模擬焊接殘余應(yīng)力分布來完成316NG管道焊接工藝探索。(2)利用極差法分析試驗(yàn)數(shù)據(jù),文中得出各個(gè)焊接工藝參數(shù)對(duì)于焊接殘余應(yīng)力影響的大小,獲得最優(yōu)焊接工藝參數(shù)組合,以及焊接殘余應(yīng)力與焊接工藝參數(shù)的關(guān)系方程。(3)為詳細(xì)了解316NG管道焊接內(nèi)外表面殘余應(yīng)力分布情況,本文基于最優(yōu)焊接工藝參數(shù)模擬了316NG核電管道焊接模型焊后殘余應(yīng)力的分布情況,并與焊接試件結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。(4)針對(duì)焊后殘余拉應(yīng)力最大值點(diǎn)構(gòu)建裂紋擴(kuò)展模型,本文分析其裂紋擴(kuò)展情況,...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究工作的背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 焊接溫度場(chǎng)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 焊接應(yīng)力場(chǎng)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 裂紋擴(kuò)展的研究現(xiàn)狀
    1.3 存在的問題及研究?jī)?nèi)容
    1.4 本論文的技術(shù)路線
    1.5 本論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 焊接殘余應(yīng)力理論及有限元分析理論
    2.1 焊接殘余應(yīng)力理論
        2.1.1 固有應(yīng)變
        2.1.2 焊接殘余應(yīng)力概念及形成
    2.2 有限元分析理論基礎(chǔ)
        2.2.1 焊接溫度場(chǎng)分析理論
            2.2.1.1 焊接傳熱的基本形式
            2.2.1.2 焊接溫度場(chǎng)熱傳導(dǎo)定律
            2.2.1.3 焊接溫度場(chǎng)的有限元基本方程
            2.2.1.4 焊接有限元分析熱源模型
        2.2.2 焊接應(yīng)力場(chǎng)分析理論
    2.3 生死單元
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于拉丁方試驗(yàn)的焊接工藝參數(shù)優(yōu)化
    3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的基本概念
    3.2 拉丁方試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的焊接工藝的優(yōu)化
        3.2.1 拉丁方試驗(yàn)因素、水平、指標(biāo)的確定
        3.2.3 拉丁方試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的確定
    3.3 316NG核電主管道焊接平板模型溫度場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)仿真
        3.3.1 基于ANSYS軟件焊接模型的建立
        3.3.2 焊接溫度場(chǎng)的模擬計(jì)算
        3.3.3 焊接溫度場(chǎng)的模擬計(jì)算結(jié)果分析
        3.3.4 焊接應(yīng)力場(chǎng)的模擬計(jì)算
        3.3.5 焊接應(yīng)力場(chǎng)的模擬計(jì)算結(jié)果分析
    3.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化結(jié)果的分析
        3.4.1 極差分析法得到的優(yōu)化結(jié)果
        3.4.2 工藝參數(shù)擬合方程
    3.5 本章小結(jié)
第四章 316NG核電主管道殘余應(yīng)力分析及驗(yàn)證
    4.1 研究對(duì)象
    4.2 焊接接頭邊界條件及載荷的設(shè)定
    4.3 管道焊接接頭焊接溫度場(chǎng)結(jié)果的分析
        4.3.1 管道焊接接頭焊接過程中溫度場(chǎng)分布
        4.3.2 焊道冷卻之后溫度場(chǎng)分布結(jié)果
    4.4 管道焊接接頭焊接殘余應(yīng)力場(chǎng)結(jié)果的分析
        4.4.1 焊接接頭軸向殘余應(yīng)力場(chǎng)分布結(jié)果分析
        4.4.2 焊接接頭環(huán)向殘余應(yīng)力場(chǎng)分布結(jié)果分析
    4.5 焊接殘余應(yīng)力試驗(yàn)驗(yàn)證
    4.6 本章小結(jié)
第五章 316NG核電管道焊縫裂紋擴(kuò)展分析
    5.1 裂紋形成機(jī)理及裂紋擴(kuò)展相關(guān)理論
        5.1.1 應(yīng)力強(qiáng)度因子
        5.1.2 J積分
        5.1.3 裂紋形狀
    5.2 焊接區(qū)域裂紋模型的建立
    5.3 316NG核電主管道裂紋擴(kuò)展仿真結(jié)果分析
        5.3.1 裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子(KI)結(jié)果分析
        5.3.2 裂紋J積分結(jié)果分析
        5.3.3 焊接熱影響區(qū)域裂紋擴(kuò)展規(guī)律分析
        5.3.4 裂紋尺寸對(duì)于裂紋擴(kuò)展的影響分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
附錄



本文編號(hào)：3772837