本文關(guān)鍵詞：管道環(huán)形焊縫殘余應(yīng)力數(shù)值模擬分析及焊接工藝優(yōu)化　出處：《中南林業(yè)科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：管道是現(xiàn)代常用的一種運(yùn)送物料的設(shè)備,主要由焊接成型。像其它焊接結(jié)構(gòu)一樣,管道在焊接過程中同樣經(jīng)歷急劇地非平衡加熱及冷卻過程,焊后產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力與變形,過大的焊接殘余應(yīng)力與變形勢(shì)必影響到管道焊接接頭或結(jié)構(gòu)的承載能力、使用性能,甚至引起斷裂。因此,對(duì)管道焊接殘余應(yīng)力的預(yù)測(cè)具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文采用數(shù)值模擬計(jì)算和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法研究管道焊接殘余應(yīng)力的分布規(guī)律,為工程實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)。本文闡述了焊接過程的數(shù)值模擬涉及到的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的基本理論以及數(shù)值模擬分析方法。在數(shù)值模擬計(jì)算過程中,采用軟件提供的熱-結(jié)構(gòu)耦合功能,首先對(duì)管道環(huán)形焊縫的焊接溫度場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算,然后選用間接耦合法,將溫度場(chǎng)的模擬計(jì)算結(jié)果作為載荷施加到應(yīng)力場(chǎng)分析的計(jì)算中,就可以便捷快速地實(shí)現(xiàn)熱-彈塑性應(yīng)力數(shù)值模擬計(jì)算。為提高模擬計(jì)算的精度,對(duì)高溫時(shí)的材料物理性能參數(shù)進(jìn)行了適當(dāng)?shù)奶幚砗瓦x取,對(duì)焊縫處網(wǎng)格進(jìn)行細(xì)化,選用常用的雙橢球形體熱源作為焊接熔池部分的內(nèi)熱源,采用APDL二次開發(fā)語言施加載荷并完成求解。對(duì)管道焊接環(huán)形焊縫進(jìn)行模擬計(jì)算,得到了管道焊接接頭在不同時(shí)刻的溫度場(chǎng)分布以及軸向、環(huán)向應(yīng)力場(chǎng)分布。數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)測(cè)量值相近,證明了有限元法能夠有效地預(yù)測(cè)管道環(huán)形焊縫接頭的焊接殘余應(yīng)力,可為焊接工藝參數(shù)的選取提供參考。在上述的研究基礎(chǔ)之上,選用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,以焊接Von Mises應(yīng)力作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)電弧電壓、焊接電流、坡口間隙和焊接速度四個(gè)因素進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。并利用有限元分析軟件ANSYS對(duì)各種因素和各種水平對(duì)應(yīng)的管道模型的焊接殘余應(yīng)力進(jìn)行數(shù)值分析,從而獲得了焊接殘余應(yīng)力為最小值時(shí)對(duì)應(yīng)的焊接工藝參數(shù)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG457.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1354138