焊接是船舶等大型結(jié)構(gòu)制造中主要的連接方式,而且近年來在材料加工領(lǐng)域中占有十分重要的地位。雖然焊接可以將材料進(jìn)行永久性的連接,但是在焊接加工過程中,由于材料屬性的非線性和溫度不均勻的變化等復(fù)雜因素,導(dǎo)致焊后結(jié)構(gòu)件內(nèi)部會存在應(yīng)力分布以及外表面發(fā)生變形,從而出現(xiàn)材料力學(xué)性能降低、使用壽命縮短等現(xiàn)象。并且在實際工程中,焊接件在實施焊接前都會經(jīng)過一系列的熱加工和機(jī)械加工。如此以來,焊件在焊接前都會存在一定的初始?xì)堄鄳?yīng)力分布�；谏鲜鲅芯勘尘�,為了研究初始?xì)堄鄳?yīng)力對焊接殘余應(yīng)力分布及其數(shù)值的影響,本文建立了熱軋制成形和焊接制造的有限元模型,探討薄板在經(jīng)過熱軋制加工后產(chǎn)生的殘余內(nèi)應(yīng)力對焊接過程的影響。研究中將軋制引起的殘余應(yīng)力繼承到焊接預(yù)測分析中,開發(fā)了三維熱-彈-塑性有限元計算程序,基于熱力直接耦合法,以板厚為5mm的Q235鋼對接焊為例,對其焊接殘余應(yīng)力和變形的預(yù)測進(jìn)行了數(shù)值模擬,其中考慮到了金屬材料物理性能和力學(xué)性能隨溫度變化的特點。得到了焊接殘余應(yīng)力的分布規(guī)律:焊縫周圍的金屬在施焊過程中,熱應(yīng)力呈壓應(yīng)力分布狀態(tài)并漸漸增大;冷卻過程中,內(nèi)應(yīng)力性質(zhì)發(fā)生了轉(zhuǎn)變,即由壓應(yīng)力逐漸減小之后轉(zhuǎn)變?yōu)槔瓚?yīng)力。... 

【文章來源】：重慶交通大學(xué)重慶市

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

焊接應(yīng)力變形高效計算法分類除了上述方法外，高階單元及考慮溫度截斷技術(shù)的方法也能達(dá)到計算高效率

重慶交通大學(xué)碩士學(xué)位論文過程稱為網(wǎng)格劃分。對每個單元內(nèi)部的求解域上待求，再通過節(jié)點或邊界將每個單元的結(jié)果整合成連續(xù)的數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)榉侄魏瘮?shù)求解[39]。有限元法適用于目前幾乎中，網(wǎng)格劃分的疏密程度直接影響計算結(jié)果，如果想則需要劃分越精細(xì)的網(wǎng)格單元。有限元法的出現(xiàn)，減間上的過多浪費。又因其原理清晰、操作簡便、使用泛應(yīng)用于焊接模擬領(lǐng)域，在焊接熱傳導(dǎo)、焊接熱彈塑性力學(xué)、焊接疲勞分析等方面都可以采用有限元法進(jìn)行分力變形有限元計算過程應(yīng)力和變形是溫度、相變和熱應(yīng)力耦合作用的結(jié)果。三 2-1 所示[28]。

圖 2-2 體積元中的熱量積累流量都可以用 x、y 和 z 三個坐標(biāo)軸方向上的元體，在d 時間內(nèi)，沿 x 方向?qū)胛⒃w熱d = d d dx q y z 體沿 x 方向上的熱量：d dd d d d d x x x A q y z 體沿 x 方向上積累的熱量為d d( )d d d d d dx x x x x xQ q q A q y z 在 y 和 z 方向上積累的熱量分別為 d d dyq x z ，d d d d dz zQ q x y 的熱量為：d d (d d d d d d d d d d y z x y y Q Q q y z q x z q

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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