異種金屬焊接構(gòu)件憑借其優(yōu)良的綜合性能廣泛用于石油化工、電站鍋爐、壓力容器、船舶等領(lǐng)域,備受人們的關(guān)注。焊接過程中,由于熱輸入的局部集中和不均勻加熱特征,必然會產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力和變形,進而影響接頭乃至整個焊接構(gòu)件的靜載強度、精度、尺寸穩(wěn)定性以及應(yīng)力腐蝕開裂等,降低焊接結(jié)構(gòu)的承載能力和服役壽命。目前,由于實驗條件和方法的局限性,國內(nèi)外對焊接殘余應(yīng)力和變形方面的研究較少,尤其是對異種金屬焊接接頭殘余應(yīng)力和變形尚未形成系統(tǒng)的研究。因此,利用數(shù)值模擬對異種鋼焊接溫度場、殘余應(yīng)力和焊接變形的探討分析,有助于彌補實驗研究的不足,同時也為異種鋼的焊接提供理論依據(jù),具有非常重要的意義。本文基于SYSWELD焊接仿真軟件,結(jié)合數(shù)值模擬和實驗研究兩種方法對8 mm中厚板Q345/316L異種鋼焊接溫度場、應(yīng)力場和變形情況進行分析。研究結(jié)果表明,Q345/316L異種鋼焊接溫度場關(guān)于焊縫中心線呈不對稱分布,Q345側(cè)高溫分布范圍較316L側(cè)更寬,焊縫靠近Q345側(cè)熔合線處可能存在碳遷移現(xiàn)象。焊接應(yīng)力場呈類似橢圓形狀但不對稱的分布,工件殘余應(yīng)力以縱向殘余應(yīng)力為主,殘余應(yīng)力峰值集中在Q345-焊縫交界區(qū)域。在中央...

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【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
        1.1.1 課題研究背景
        1.1.2 課題研究目的意義
    1.2 異種鋼焊接研究現(xiàn)狀及存在的問題
        1.2.1 異種鋼焊接構(gòu)件的應(yīng)用
        1.2.2 異種鋼焊接技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 異種鋼接頭組織與性能研究現(xiàn)狀
        1.2.4 異種鋼焊接存在的問題
    1.3 焊接數(shù)值模擬國內(nèi)外研究進展及現(xiàn)狀
        1.3.1 焊接熱過程的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 焊接應(yīng)力場的研究現(xiàn)狀
    1.4 課題的研究內(nèi)容
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 技術(shù)路線
第2章 異種鋼有限元模擬方法及其焊接試驗
    2.1 有限元基本原理及SYSWELD軟件介紹
        2.1.1 有限元法簡介
        2.1.2 SYSWELD焊接模擬軟件簡介
    2.2 基于SYSWELD焊接有限元模擬過程
        2.2.1 材料熱物理性能及潛熱的考慮
        2.2.2 模型建立與網(wǎng)格劃分
        2.2.3 焊接熱源模型及熱源校核
        2.2.4 邊界條件的處理
        2.2.5 約束條件
    2.3 焊接試驗材料及焊接工藝設(shè)計
        2.3.1 焊接試驗材料
        2.3.2 焊接方法與工藝參數(shù)的選擇
        2.3.3 焊接試驗
    2.4 有限元結(jié)果的驗證
        2.4.1 熱循環(huán)曲線驗證
        2.4.2 殘余應(yīng)力驗證
        2.4.3 焊接變形驗證
第3章 焊接過程有限元計算及結(jié)果驗證
    3.1 引言
    3.2 焊接溫度場
        3.2.1 溫度場的動態(tài)演變
        3.2.2 不同節(jié)點的熱循環(huán)曲線
        3.2.3 焊接熔池形狀變化
    3.3 Q345側(cè)HAZ組織演變
    3.4 焊接應(yīng)力場分析
        3.4.1 應(yīng)力、應(yīng)變的瞬時演變
        3.4.2 焊后殘余應(yīng)力分布
    3.5 焊接變形結(jié)果分析
        3.5.1 總體變形
        3.5.2 橫向收縮
        3.5.3 角變形
    3.6 本章小結(jié)
第4章 結(jié)構(gòu)參數(shù)對Q345/316L異種鋼焊接殘余應(yīng)力和變形的影響
    4.1 引言
    4.2 坡口形式對Q345/316L異種鋼焊接應(yīng)力和變形的影響
        4.2.1 焊接應(yīng)力場計算結(jié)果分析
        4.2.2 焊接變形計算結(jié)果分析
    4.3 坡口角度對Q345/316L異種鋼焊接應(yīng)力和變形的影響
        4.3.1 焊接應(yīng)力場計算結(jié)果分析
        4.3.2 焊接變形結(jié)果分析
    4.4 焊接層數(shù)對Q345/316L異種鋼焊接應(yīng)力場的影響
        4.4.1 焊接應(yīng)力場計算結(jié)果分析
        4.4.2 焊接變形結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 焊接參數(shù)對Q345/316L異種鋼焊接殘余應(yīng)力和變形的影響
    5.1 引言
    5.2 熱輸入對Q345/316L異種鋼焊接應(yīng)力及變形的影響
        5.2.1 焊接應(yīng)力場計算結(jié)果分析
        5.2.2 焊接變形結(jié)果分析
    5.3 層間溫度對Q345/316L異種鋼焊接過程的影響
        5.3.1 溫度熱循環(huán)曲線分析
        5.3.2 焊接應(yīng)力場計算結(jié)果分析
        5.3.3 焊接變形結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參加的科研項目



本文編號：3984115