直縫焊管高頻感應(yīng)焊接殘余應(yīng)力分析.pdf

1、隨著我國石油工業(yè)的發(fā)展，高頻直縫焊管需求越來越大。該焊管的生產(chǎn)過程—高頻焊接不可避免的產(chǎn)生殘余應(yīng)力，殘余應(yīng)力是導(dǎo)致焊接裂紋和接頭性能降低的重要因素，對結(jié)構(gòu)的靜強度、疲勞強度、穩(wěn)定性、剛度以及應(yīng)力腐蝕開裂存在關(guān)鍵性的影響。成功預(yù)測焊接溫度場和應(yīng)力場的分布情況是獲得高質(zhì)量焊接結(jié)構(gòu)的重要途徑。一旦各種焊接現(xiàn)象能夠?qū)崿F(xiàn)計算機模擬，就可以通過計算機系統(tǒng)來確定焊接各種結(jié)構(gòu)和材料時的最佳設(shè)計、最佳工藝方法和焊接參數(shù)等。
　　本文系統(tǒng)地論述了焊接

2、過程溫度場和應(yīng)力場的分析理論，有限元分析基于大型通用有限元計算軟件 ANSYS平臺完成，總結(jié)了基于有限元分析軟件 ANSYS的焊接模擬計算過程，基于高頻焊接熱源的計算模擬結(jié)果，采用三維實體單元，考慮材料的物理性能隨溫度的變化和相變的影響，利用ANSYS軟件中的APDL（參數(shù)設(shè)計化語言），并使用間接法求得了殘余應(yīng)力場。獲得了高頻焊管溫度場和殘余應(yīng)力場的分布規(guī)律，并對結(jié)果進行了分析和討論。
　　本文的主要內(nèi)容包括：建立合適的有限元模型

3、；現(xiàn)階段由于高頻感應(yīng)焊接沒有數(shù)學(xué)模型加以描述，在加載熱源問題的處理上，首先根據(jù)工廠實際生產(chǎn)參數(shù)，用有限元軟件模擬出V型角的高頻感應(yīng)焊接溫度場，選取達到焊接成型要求（板邊溫度≥1400℃）處的橫截面的溫度場，記錄每個節(jié)點的溫度值，以此作為高頻感應(yīng)焊接熱源，采用ANSYS的APDL解決了高頻焊接熱源加載問題；在溫度場計算準確的基礎(chǔ)上，將熱單元轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)單元求解殘余應(yīng)力；通過后處理，給出了焊縫部位殘余應(yīng)力的分布趨勢；分析了高頻感應(yīng)焊接殘余應(yīng)力