對(duì)照我國(guó)GB 50017和德國(guó)DIN 18800-1規(guī)范發(fā)現(xiàn),德國(guó)規(guī)范提出了雙層板對(duì)接焊縫的內(nèi)容,我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有該內(nèi)容。本文基于MSC有限元軟件,采用考慮接觸熱傳導(dǎo)的熱-力耦合方法,對(duì)不同坡口角度組合的雙層鋼板對(duì)接焊縫進(jìn)行了三維模擬,得到了焊接的殘余應(yīng)力分布。結(jié)果表明,上板角度20°的雙層鋼板具有良好的力學(xué)性能;綜合兩國(guó)規(guī)范要求,雙層鋼板對(duì)接焊縫以上板角度20°,下板角度50°的坡口角度組合最為合適。 

【文章來(lái)源】：熱加工工藝. 2020年15期 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

德國(guó)規(guī)范雙層板對(duì)接焊縫形式

為了驗(yàn)證模擬結(jié)果的有效性，本文選取與文獻(xiàn)[15]相同尺寸的模型進(jìn)行有限元模擬驗(yàn)證。鋼板尺寸如圖2所示，單塊板寬度150 mm，長(zhǎng)度300mm，厚度16 mm，坡口形式為60°V型坡口，焊縫道數(shù)為5道。本文所有模型使用Solidworks軟件建立三維模型，導(dǎo)入到Hypermesh軟件生成帶網(wǎng)格的有限元模型，最后用MSC有限元軟件進(jìn)行求解計(jì)算。本文選取MSC有限元軟件中Robust求解器進(jìn)行模擬計(jì)算，此求解器能高效地求解出高度非線性下熱-力耦合焊接的模擬結(jié)果，并能快速地計(jì)算網(wǎng)格數(shù)量較多的模型，具備并行處理計(jì)算的條件。在Hypermesh生成帶網(wǎng)格的有限元模型時(shí)，文中模型選用二次六面體8節(jié)點(diǎn)網(wǎng)格單元，焊縫區(qū)及熱影響區(qū)網(wǎng)格劃分較密，遠(yuǎn)離焊縫區(qū)域網(wǎng)格劃分相對(duì)稀疏，以保證在焊接熱力耦合計(jì)算時(shí)有較高精度，并能降低計(jì)算量。有限元網(wǎng)格布置如圖3所示，其中L1代表平行焊道的測(cè)量方向（z方向），L2代表垂直焊道的測(cè)量方向（x方向）。邊界條件設(shè)置與文獻(xiàn)[15]相同。

在Hypermesh生成帶網(wǎng)格的有限元模型時(shí)，文中模型選用二次六面體8節(jié)點(diǎn)網(wǎng)格單元，焊縫區(qū)及熱影響區(qū)網(wǎng)格劃分較密，遠(yuǎn)離焊縫區(qū)域網(wǎng)格劃分相對(duì)稀疏，以保證在焊接熱力耦合計(jì)算時(shí)有較高精度，并能降低計(jì)算量。有限元網(wǎng)格布置如圖3所示，其中L1代表平行焊道的測(cè)量方向（z方向），L2代表垂直焊道的測(cè)量方向（x方向）。邊界條件設(shè)置與文獻(xiàn)[15]相同。表1為Q345鋼不同溫度下熱物性參數(shù)和力學(xué)性能，在20℃時(shí)設(shè)鋼材屈服強(qiáng)度為380MPa，隨溫度升高焊縫屈服強(qiáng)度降低；材料的泊松比受溫度變化影響較小，假定為常數(shù)0.3。圖4為文獻(xiàn)[15]中相同焊縫材料下母材和焊縫的屈服強(qiáng)度，焊縫金屬的力學(xué)性能除屈服強(qiáng)度外均按表1設(shè)置。在模擬焊接過(guò)程中，本文考慮鋼材的流動(dòng)硬化準(zhǔn)則和加工硬化、熔融流動(dòng)變形以提高精確度[17-18]。


本文編號(hào)：2925165