【摘要】：基于熱彈塑性有限元法,在僅考慮單向耦合的基礎(chǔ)上,建立了抗磨板表面堆焊情況下的有限元計(jì)算模型,并對(duì)三種不同焊接順序下的溫度場(chǎng)、應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了焊接順序?qū)鼓グ灞砻娑押缸冃蔚挠绊懸?guī)律.結(jié)果表明,不同焊接順序下導(dǎo)葉軸孔圓周度變形程度不同,與水平面間隙大小不一,焊后最大殘余應(yīng)力位于螺栓孔處,且最大殘余應(yīng)力沿螺栓孔周向呈正弦分布.綜合比較,焊接順序3引起的焊接變形小,且焊后殘余應(yīng)力分布均衡,有利于提高抗磨板的可靠性和安全性.模擬結(jié)果為Cr13型抗磨板實(shí)際焊接修復(fù)時(shí)的焊接順序選擇提供了理論依據(jù).
【圖文】：

組織，而焊接應(yīng)力應(yīng)變對(duì)溫度場(chǎng)和顯微組織的影響卻很小，所以一般僅考慮單向耦合問(wèn)題，即只考慮焊接溫度場(chǎng)和金屬顯微組織對(duì)焊接應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)的影響．計(jì)算使用的是熱彈塑性法，運(yùn)用有限元軟件ANSYS，先進(jìn)行焊接溫度場(chǎng)的計(jì)算，在此基礎(chǔ)上，使用ETCHG命令將熱單元SOLID70轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)單元SOLID45，將溫度場(chǎng)分析結(jié)果文件*．rth作為載荷實(shí)時(shí)施加，從而進(jìn)行應(yīng)力、應(yīng)變場(chǎng)的計(jì)算．1．1模型參數(shù)及網(wǎng)格劃分抗磨板為Cr13型馬氏體不銹鋼材質(zhì)，由若干塊扇形板組成整圈，并用多個(gè)螺栓固定在頂蓋和底板上．為提高計(jì)算效率，對(duì)模型進(jìn)行如圖1簡(jiǎn)化．圖1抗磨板幾何模型(mm)Fig.1Geometricmodeloffacingplate

第4期楊輝，等:焊接順序?qū)r13型抗磨板表面堆焊變形的影響87堆焊區(qū)域高度為5mm．堆焊過(guò)程中忽略焊縫余高，圖1虛線為輔助線，無(wú)實(shí)際意義．焊接順序的不同，會(huì)使結(jié)構(gòu)殘余應(yīng)力的大小和分布不同，改變結(jié)構(gòu)變形，影響正常裝配．模擬過(guò)程采用三種不同的焊接順序，(1)兩層焊接，每層六條焊道，焊道平行于待焊區(qū)域長(zhǎng)邊;(2)兩層焊接，每層七條焊道，焊道平行于待焊區(qū)域短邊;(3)兩層焊接，第一層六條焊道，焊道平行于待焊區(qū)域長(zhǎng)邊，第二層七條焊道，焊道平行于待焊區(qū)域短邊．如圖2所示，其中編號(hào)(x－y)表示，第x層第y條焊道．圖2焊接順序Fig.2Weldingsequence為避免網(wǎng)格差異對(duì)模擬結(jié)果的影響，不同焊接順序均采用完全相同的網(wǎng)格劃分方式．所有單元均為8節(jié)點(diǎn)體單元，整個(gè)模型共有34270個(gè)單元，39699個(gè)節(jié)點(diǎn)．堆焊區(qū)及螺栓孔周圍網(wǎng)格劃分如圖3所示．圖3局部網(wǎng)格劃分Fig.3Localfiniteelementmodels1．2材料性能、熱源參數(shù)及焊接工藝抗磨板及堆焊材料均為Cr13型馬氏體不銹鋼，，各項(xiàng)性能參數(shù)見(jiàn)圖4．參數(shù)單位見(jiàn)表1．另外，材料密度ρ=7750kg/m3;泊松比μ=0．31．采用MAG焊進(jìn)行表面堆焊修復(fù)，各項(xiàng)工藝參數(shù)見(jiàn)表2．為了更好的體現(xiàn)熔池頭短尾長(zhǎng)的特征，以及反映熱源在熔深方向上的能量分布，在計(jì)算中使用移動(dòng)的雙橢球熱源模型［6］，熱源前半部分和后半部分各為1/4橢球，熱流密度分布函數(shù)分別是q(x，y，z)=i

本文編號(hào)：2544794