焊接是船舶等大型結構制造中主要的連接方式,而且近年來在材料加工領域中占有十分重要的地位。雖然焊接可以將材料進行永久性的連接,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雜因素,導致焊后結構件內(nèi)部會存在應力分布以及外表面發(fā)生變形,從而出現(xiàn)材料力學性能降低、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械加工。如此以來,焊件在焊接前都會存在一定的初始殘余應力分布�；谏鲜鲅芯勘尘�,為了研究初始殘余應力對焊接殘余應力分布及其數(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)應力對焊接過程的影響。研究中將軋制引起的殘余應力繼承到焊接預測分析中,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,對其焊接殘余應力和變形的預測進行了數(shù)值模擬,其中考慮到了金屬材料物理性能和力學性能隨溫度變化的特點。得到了焊接殘余應力的分布規(guī)律:焊縫周圍的金屬在施焊過程中,熱應力呈壓應力分布狀態(tài)并漸漸增大;冷卻過程中,內(nèi)應力性質(zhì)發(fā)生了轉(zhuǎn)變,即由壓應力逐漸減小之后轉(zhuǎn)變?yōu)槔瓚Α?.. 

【文章來源】：重慶交通大學重慶市

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

焊接應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的方法也能達到計算高效率

重慶交通大學碩士學位論文過程稱為網(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果，如果想則需要劃分越精細的網(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、使用泛應用于焊接模擬領域，在焊接熱傳導、焊接熱彈塑性力學、焊接疲勞分析等方面都可以采用有限元法進行分力變形有限元計算過程應力和變形是溫度、相變和熱應力耦合作用的結果。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

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碩士論文
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本文編號：3601727