本文關(guān)鍵詞：鋁合金牽引梁單面雙面弧焊仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鋁合金牽引梁主要由鋁合金厚板拼焊而成,現(xiàn)階段主要采用單面單弧MIG焊工藝焊接,效率較低。由于雙面雙弧MIG焊具有熱源對稱、效率高的優(yōu)點,所以本文對雙面雙弧MIG焊工藝進(jìn)行研究。根據(jù)鋁合金牽引梁采用的對接接頭和T型接頭焊縫,本文利用大型有限元分析軟件ANSYS,對鋁合金厚板對接接頭和T型接頭分別就單面MIG多道焊工藝和雙面MIG多道焊工藝進(jìn)行數(shù)值仿真分析,數(shù)值模擬分析鋁合金厚板焊接的溫度場和應(yīng)力場,研究其熱力場分布規(guī)律,比較焊件不同工藝下的溫度場和殘余應(yīng)力場分布差異,為企業(yè)采用先進(jìn)的牽引梁焊接工藝提供仿真支持。本文建立鋁合金厚板對接接頭和T型接頭熱力場分析有限元模型,選擇雙橢球熱源模型,利用單元生死技術(shù),模擬兩種接頭單、雙面多道焊的溫度場和應(yīng)力場,研究其焊接溫度場和應(yīng)力場的分布規(guī)律。通過對兩種接頭單、雙面焊不同時刻的溫度場分布與沿焊縫中心線和垂直焊縫中心線的若干取樣點的熱循環(huán)曲線進(jìn)行對比分析,研究表明:熔池中心溫度最高,隨離熔池中心距離增大,溫度呈遞減趨勢;熔池前端比后端等溫線密集,溫度梯度大;在某時間段內(nèi),焊接溫度場峰值溫度幾乎不變,焊接進(jìn)入準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)階段;收弧時刻峰值溫度高于準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)峰值溫度;雙面焊比單面焊溫度變化明顯的區(qū)域大;雙面焊的高溫區(qū)位于接頭的兩側(cè),單面焊的高溫區(qū)只位于接頭的一側(cè)。本文對兩種接頭單、雙面焊的等效殘余應(yīng)力場進(jìn)行對比分析,并且取沿焊縫中心線路徑,分別做單、雙面焊的縱向應(yīng)力曲線圖進(jìn)行對比分析,研究發(fā)現(xiàn):等效殘余應(yīng)力主要集中在焊縫區(qū)和熱影響區(qū),靠近收弧和起弧位置的殘余應(yīng)力相對較大,遠(yuǎn)離焊縫的區(qū)域殘余應(yīng)力值較小;總體上焊縫區(qū)的等效應(yīng)力呈現(xiàn)兩頭小中間大的分布趨勢;雙面焊殘余應(yīng)力峰值小于單面焊,而且雙面焊的應(yīng)力集中區(qū)域也小于單面焊。沿焊縫中心線路徑的縱向應(yīng)力為拉應(yīng)力,呈現(xiàn)中間大兩頭小的趨勢;單面焊先焊側(cè)的縱向應(yīng)力峰值小于后焊側(cè)的縱向應(yīng)力峰值;雙面焊兩側(cè)的縱向應(yīng)力分布幾乎完全相同,而且雙面焊的縱向應(yīng)力峰值小于單面焊。本文對鋁合金厚板焊接的研究表明:鋁合金厚板對接接頭和T型接頭在殘余應(yīng)力的分布方面,相對單面焊工藝而言,雙面焊工藝不僅能使焊件兩表面的殘余應(yīng)力分布趨于對稱,而且也從整體上降低了焊件的殘余應(yīng)力峰值,從改善殘余應(yīng)力分布及控制焊接變形方面雙面雙弧焊具有明顯的優(yōu)勢。
【關(guān)鍵詞】：鋁合金牽引梁 雙面雙弧焊 數(shù)值仿真 對接接頭 T型接頭
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG457.14
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 課題背景及意義12-13
• 1.2 牽引梁單面焊工藝現(xiàn)狀13-14
• 1.3 牽引梁雙面雙弧焊工藝現(xiàn)狀14-15
• 1.4 焊接溫度場數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀15-16
• 1.5 焊接應(yīng)力場數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀16-17
• 1.6 主要研究內(nèi)容17-18
• 第2章 對接接頭多道焊數(shù)值仿真過程分析18-32
• 2.1 鋁合金厚板焊接溫度場的仿真分析18-27
• 2.1.1 建立幾何模型18-19
• 2.1.2 確定材料屬性19-20
• 2.1.3 選擇耦合方式、單元類型及劃分網(wǎng)格20-21
• 2.1.4 選擇焊接熱源21-23
• 2.1.5 施加移動的焊接熱源23-26
• 2.1.6 設(shè)置初始條件和邊界條件26-27
• 2.1.7 求解設(shè)置27
• 2.2 鋁合金厚板焊接應(yīng)力場的仿真分析27-30
• 2.2.1 設(shè)置力學(xué)參數(shù)28
• 2.2.2 施加約束28-29
• 2.2.3 施加載荷29
• 2.2.4 求解設(shè)置29
• 2.2.5 模擬焊縫金屬的熔敷和凝固29-30
• 2.3 ANSYS的APDL語言簡介30
• 2.4 本章小結(jié)30-32
• 第3章 對接接頭單、雙面多道焊溫度場及應(yīng)力場分析32-52
• 3.1 溫度場和應(yīng)力場的后處理32
• 3.2 單、雙面多道焊溫度場對比分析32-46
• 3.2.1 單面單弧多道焊溫度場分布32-38
• 3.2.2 雙面雙弧多道焊溫度場分布38-41
• 3.2.3 單、雙面多道焊溫度場對比41-42
• 3.2.4 單、雙面多道焊取樣點熱循環(huán)曲線對比42-46
• 3.3 單、雙面多道焊殘余應(yīng)力場對比分析46-51
• 3.3.1 等效應(yīng)力云圖對比46-48
• 3.3.2 縱向應(yīng)力曲線圖對比48-51
• 3.4 本章小結(jié)51-52
• 第4章T型接頭單、雙面多道焊溫度場及應(yīng)力場分析52-68
• 4.1 鋁合金牽引梁的結(jié)構(gòu)特點52-53
• 4.2 單、雙面多道焊溫度場對比分析53-63
• 4.2.1 單面單弧多道焊溫度場分布53-56
• 4.2.2 雙面雙弧多道焊溫度場分布56-59
• 4.2.3 單、雙面多道焊溫度場對比59-60
• 4.2.4 單、雙面多道焊取樣點熱循環(huán)曲線對比60-63
• 4.3 單、雙面多道焊殘余應(yīng)力場對比分析63-67
• 4.3.1 等效應(yīng)力云圖對比63-64
• 4.3.2 縱向應(yīng)力曲線圖對比64-67
• 4.4 本章小結(jié)67-68
• 第5章 結(jié)論68-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 作者簡介74-76
• 致謝76

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