焊接制造廣泛地應(yīng)用于飛機(jī)、船舶、橋梁和列車等領(lǐng)域中,精確快速地預(yù)測大型焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形是實(shí)現(xiàn)高精高效焊接制造的關(guān)鍵。長期以來,現(xiàn)有大型焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)力和變形預(yù)測的主流算法一直面臨著精度與效率難以兼顧的國際難題:熱-彈-塑性算法精度高,但計(jì)算效率很低;固有應(yīng)變算法效率高,但精度低,且難以適用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)。針對這一國際難題,本文創(chuàng)建了基于塑性應(yīng)變映射的復(fù)雜結(jié)構(gòu)焊接變形仿真技術(shù)路線,系統(tǒng)解決了精確塑性應(yīng)變求解、映射誤差控制、焊接順序數(shù)學(xué)建模、夾具與加持力精確仿真等關(guān)鍵理論與技術(shù)難題;區(qū)別于國際上主流的焊接結(jié)構(gòu)變形算法,研發(fā)出了具有完全自主產(chǎn)權(quán)的商品化仿真軟件,使得在普通PC機(jī)上求解千萬實(shí)體有限單元量級的大型復(fù)雜厚板類結(jié)構(gòu)焊接變形問題成為可能。主要內(nèi)容如下:1)基于準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)熔池和能量守恒原則,推導(dǎo)了CFD（計(jì)算流體力學(xué)）-FEM（有限元方法）熱源模型,實(shí)現(xiàn)了基于物理過程、無需熱源校核的高能束焊接焊縫形貌預(yù)測;基于順序耦合推導(dǎo)了熱-彈-塑性算法的有限元求解格式,建立了內(nèi)外嵌套NewtonRaphson迭代的非線性求解策略,降低了有限元計(jì)算中一階四面體單元的數(shù)值振蕩。以鈦合金電子束焊接為例,采用新型熱... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：163 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

本文中各個(gè)章節(jié)之間的關(guān)系

常用的熱源模型

實(shí)驗(yàn)觀測到的熔池流動(dòng)(304不銹鋼激光功率5kW焊接速度2m/min)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]不同有限元軟件對Q390鋼厚板T型接頭焊接殘余應(yīng)力和變形預(yù)測精度與計(jì)算效率的比較[J]. 逯世杰,鄭喬,張超華,王義峰,鄧德安.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2019(06)
[2]焊道填充方法對焊接變形及焊接殘余應(yīng)力的影響[J]. 張貴芝,張立平,占小紅.  焊接技術(shù). 2017(10)
[3]固態(tài)相變對P92鋼焊接接頭殘余應(yīng)力的影響[J]. 鄧德安,張彥斌,李索,童彥剛.  金屬學(xué)報(bào). 2016(04)
[4]焊縫收縮法焊接變形技術(shù)研究[J]. 徐東,李興,李曉延,張盈彬.  造船技術(shù). 2015(02)
[5]相變塑性對低溫相變鋼焊接接頭殘余應(yīng)力計(jì)算精度的影響[J]. 鄧德安,村川英一,麻寧緒.  焊接學(xué)報(bào). 2014(08)
[6]薄板搭接接頭固有變形逆解析方法[J]. 梁偉,龔毅,村川英一.  焊接學(xué)報(bào). 2014(01)
[7]大厚度構(gòu)件電子束焊接殘余應(yīng)力的測量及計(jì)算[J]. 趙海燕,王鵬,鞏水利,吳冰,呂濤.  清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(10)
[8]焊接非線性大梯度應(yīng)力變形的高效計(jì)算技術(shù)[J]. 張建勛,劉川,張林杰.  焊接學(xué)報(bào). 2009(06)
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[10]基于單元生死焊接溫度場應(yīng)力場模擬研究[J]. 胡敏英,吳志生.  機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2007(06)

博士論文
[1]大型復(fù)雜輪廓真空室焊接模擬及殘余應(yīng)力消除方法研究[D]. 修磊.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]高強(qiáng)鋼激光焊接相變與析出對熱彈塑性影響機(jī)理及焊縫力學(xué)性能研究[D]. 榮佑民.華中科技大學(xué) 2017
[3]大型復(fù)雜船體結(jié)構(gòu)焊接變形分析方法的研究及應(yīng)用[D]. 王陽.上海交通大學(xué) 2015
[4]大型結(jié)構(gòu)焊接變形數(shù)值模擬的研究與應(yīng)用[D]. 蔡志鵬.清華大學(xué) 2001

碩士論文
[1]基于SYSWELD的焊接接頭溫度場和殘余應(yīng)力場研究[D]. 李振江.北京交通大學(xué) 2010
[2]基于ANSYS的焊接溫度場和應(yīng)力的數(shù)值模擬研究[D]. 謝元峰.武漢理工大學(xué) 2006
[3]中厚板多道焊焊接過程中溫度場和應(yīng)力場的三維數(shù)值模擬[D]. 梁曉燕.華中科技大學(xué) 2004



本文編號：3079964