發(fā)布時間：2017-11-02 02:01

  本文關(guān)鍵詞：薄壁箱型臂焊接工藝優(yōu)化

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【摘要】：和其他結(jié)構(gòu)鋼相比,高強度結(jié)構(gòu)鋼具有強度高、力學(xué)性能好等諸多優(yōu)點。隨著鋼結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展,越來越多的工程車輛臂架采用薄壁箱型截面形式,如隨車起重機、伸縮臂叉裝車、高空作業(yè)車等等。薄壁箱型臂是很多工程車輛作業(yè)時的核心部件,它的主要結(jié)構(gòu)是由四塊薄的高強鋼板通過焊接方式連接而成。由于高強鋼碳當量高,焊接性差,加之臂架壁厚很薄,在焊接過程中臂架極易產(chǎn)生超出其形位公差要求的大變形,嚴重影響工程車輛作業(yè)時的承載能力和安全性能。因此,在臂架焊接過程中應(yīng)該選取適當焊接工藝來減小臂架殘余應(yīng)力并控制臂架殘余變形�；谝陨涎芯勘尘�,本文主要內(nèi)容如下：(1)簡要介紹了焊接熱過程特點以及溫度場和應(yīng)力場分析時的理論基礎(chǔ)。(2)以T型接頭單條角焊縫為例,詳細介紹其有限元建模、熱源選取以及載荷施加等過程,并運用ANSYS軟件對整個焊接過程進行數(shù)值模擬,得到T型接頭在任意時刻的溫度和應(yīng)力應(yīng)變場,并分析其關(guān)鍵路徑上的應(yīng)力應(yīng)變分布。(3)分別對不同焊接電流、焊接速度和有效加熱半徑的焊接過程進行模擬,得到三個焊接工藝參數(shù)對溫度、殘余應(yīng)力和殘余變形的影響規(guī)律,并最終確定了T型接頭該幾種焊接工藝參數(shù)中的最優(yōu)焊接工藝。(4)以30m高空作業(yè)車一節(jié)臂為例,分析不同焊接順序?qū)Ρ”谙湫捅酆附託堄鄳?yīng)力和變形大小的影響。先取薄壁箱型臂其中一條角焊縫為研究對象,選取四種焊接順序方案進行數(shù)值模擬,綜合對比各方案焊后殘余應(yīng)力和變形大小,得到T型接頭單條角焊縫四種焊接順序方案中的最優(yōu)焊接順序。再以薄壁箱型臂整體四條焊縫為研究對象,選取四種焊接順序方案,以同樣的方法得到薄壁箱型臂整體四種焊接順序方案中最優(yōu)焊接順序。
【關(guān)鍵詞】：薄壁箱型臂 數(shù)值模擬 焊接工藝 殘余變形 焊接順序
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG457.11
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 薄壁箱型臂簡介10-11
• 1.2 焊接數(shù)值模擬方法簡介11-12
• 1.3 焊接數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.1 焊接過程溫度場研究現(xiàn)狀12
• 1.3.2 焊接過程應(yīng)力應(yīng)變場研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 課題的研究背景及選題意義13
• 1.5 課題的主要研究內(nèi)容13-15
• 2 焊接過程理論基礎(chǔ)15-22
• 2.1 焊接熱過程特點15
• 2.2 溫度場分析理論基礎(chǔ)15-17
• 2.2.1 焊接傳熱基本形式15-17
• 2.2.2 溫度場微分方程17
• 2.3 應(yīng)力場分析理論基礎(chǔ)17-21
• 2.3.1 熱彈塑性分析基本假設(shè)17-19
• 2.3.2 熱彈塑性分析基本理論19-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 3 T型接頭單條角焊縫焊接數(shù)值模擬過程與結(jié)果分析22-46
• 3.1 有限元模型建立23-26
• 3.1.1 幾何模型23-24
• 3.1.2 單元類型24-25
• 3.1.3 材料屬性25-26
• 3.1.4 網(wǎng)格劃分26
• 3.2 移動熱源處理26-29
• 3.2.1 熱源模型26-29
• 3.2.2 生死單元29
• 3.3 載荷施加及求解29-31
• 3.3.1 初始條件29
• 3.3.2 移動熱源加載29-30
• 3.3.3 位移約束30-31
• 3.3.4 對流施加31
• 3.3.5 潛熱處理31
• 3.3.6 時間步長確定31
• 3.4 計算結(jié)果后處理31-32
• 3.5 焊接過程計算結(jié)果分析32-45
• 3.5.1 焊接溫度場分析32-35
• 3.5.2 焊接應(yīng)力場分析35-40
• 3.5.3 焊接變形分析40-45
• 3.6 本章小結(jié)45-46
• 4 T型接頭單條角焊縫焊接工藝參數(shù)優(yōu)化研究46-57
• 4.1 焊接電流46-49
• 4.1.1 對溫度場的影響46-47
• 4.1.2 對殘余應(yīng)力的影響47-48
• 4.1.3 對殘余變形的影響48-49
• 4.2 焊接速度49-52
• 4.2.1 對溫度場的影響49-50
• 4.2.2 對殘余應(yīng)力的影響50-51
• 4.2.3 對殘余變形的影響51-52
• 4.3 有效加熱半徑52-55
• 4.3.1 對溫度場的影響52-53
• 4.3.2 對殘余應(yīng)力的影響53-55
• 4.3.3 對殘余變形的影響55
• 4.4 模擬結(jié)果評價55-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 5 薄壁箱型臂焊接順序優(yōu)化研究57-64
• 5.1 薄壁箱型臂模型建立57-58
• 5.1.1 幾何模型57-58
• 5.1.2 焊接工藝參數(shù)58
• 5.2 T型接頭單條角焊縫焊接順序優(yōu)化研究58-61
• 5.2.1 焊接順序方案確定58
• 5.2.2 優(yōu)化結(jié)果及分析58-61
• 5.3 薄壁箱型臂整體焊接順序優(yōu)化研究61-63
• 5.3.1 焊接順序方案確定61
• 5.3.2 優(yōu)化結(jié)果及分析61-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-65
• 參考文獻65-67
• 致謝67-68

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳家權(quán),肖順湖,楊新彥,吳剛;焊接過程數(shù)值模擬熱源模型的研究進展[J];裝備制造技術(shù);2005年03期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王長利;焊接溫度場和應(yīng)力場的數(shù)值模擬[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2005年

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本文編號：1129461