超厚板箱體結構焊接溫度場及應力場的三維數值模擬.pdf

1、焊接技術發(fā)源于機械加工行業(yè)，是一種高效經濟的材料加工手段。隨著建筑鋼結構的普及，焊接技術也逐漸應用到土木結構領域。近幾年，大型鋼結構層出不窮，結構高度也不斷增加，與之相適應的是鋼板厚度不斷增加，鋼構尺寸不斷增大。在焊接拼裝過程中，超厚板、超大尺寸鋼結構容易產生焊接殘余應力及變形等問題，進而影響構件安裝的精度和施工質量。在構件的焊接拼裝之前，通過計算機模擬焊接中的溫度場和應力場，提前預測焊接溫度的變化及應力和變形情況，具有快捷和經濟的優(yōu)點

2、，也可以為現場施工提供指導，提高工作效率，降低施工成本，因此具有重要的現實意義。
　　 本文從焊接熱傳導的基礎理論出發(fā)，以有限元分析方法為手段，對80mm超厚板的焊接熱循環(huán)過程及超大型超厚板箱體鋼結構的焊接過程進行動態(tài)模擬，同時計算出焊接溫度和殘余應力應變的分布情況。針對厚板或超厚板的焊接，本文提出如下新思維:選擇雙橢球熱源模型和必要的簡化手段來模擬超厚板的焊接過程具有模擬的可行性和結果的可靠性;利用ANSYS的參數化設計語言程

3、序可以實現多條焊縫同時施焊的模擬過程。在鋼結構的設計階段，考慮到焊接安裝的質量要求，設計人員可以事先通過計算機模擬來選擇最佳的焊接順序，以滿足施工的質量要求;通過箱體結構的焊接模擬，我們可以得知其邊緣區(qū)域（與后續(xù)焊接工作相接合的部位）的溫度基本維持在室溫，且此區(qū)域的焊接殘余應力很小，不會發(fā)生屈服現象。雖然邊緣區(qū)域的變形受到焊縫區(qū)域塑性變形累積效應的影響，但在整體焊接過程中模型與其它構件相連焊接點的最大位移為0.08mm左右，這個數據在現