復(fù)雜鋁合金結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與變形行為研究.pdf

1、鋁合金焊接結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于船舶、航空航天等工程領(lǐng)域。由于其熱膨脹系數(shù)大、彈性模量小，在焊接過程中不可避免地產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力與變形。因此，對鋁合金焊接結(jié)構(gòu)的焊后殘余應(yīng)力與變形進行研究，具有重要的理論意義和現(xiàn)實價值。本文采用部分與整體的方法，分別采用熱彈塑性有限元法和固有應(yīng)變法對5A06鋁合金加筋圈體和筒形結(jié)構(gòu)的焊接殘余應(yīng)力與變形進行了數(shù)值分析。
　　 在紅外實時測溫的基礎(chǔ)上，對熔化極惰性氣體保護電弧焊(MIG)角焊縫間斷焊的溫度場

2、進行了研究。此外，間斷焊過程中存在已焊焊縫的預(yù)熱作用和后續(xù)焊縫的再加熱作用。根據(jù)MIG焊熔池熱流密度的分布及間斷焊熱循環(huán)的特點，提出了結(jié)合電弧熱流雙高斯分布和過熱熔滴雙橢球形分布的復(fù)合型熱源分布模式，并采用優(yōu)化設(shè)計的方法確定了間斷焊過程中瞬態(tài)的熱源形狀參數(shù)。經(jīng)實驗驗證，該熱源模型可有效地對角焊縫間斷焊溫度場進行數(shù)值模擬。
　　 采用間接耦合法深入研究了間斷焊過程中的動態(tài)焊接應(yīng)力場的演變及分布規(guī)律，對鋁合金加筋圈體結(jié)構(gòu)的焊接過程進

3、行了數(shù)值分析。加筋結(jié)構(gòu)的角變形是由焊件厚度方向的溫度梯度和焊縫的橫向收縮兩方面決定的，且焊接順序和焊縫長度對焊接殘余應(yīng)力與變形也有很大的影響。
　　 基于角焊縫間斷焊熱彈塑性分析，并綜合考慮了焊接工藝及焊件尺寸對多層多道V型坡口對接焊縫的影響，采用固有應(yīng)變法對5A06鋁合金筒形結(jié)構(gòu)的焊接變形進行了數(shù)值計算。結(jié)果表明，筒體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了波浪變形，無筋板支撐部分下塌較嚴重，并對可能發(fā)生的失穩(wěn)變形進行了預(yù)先估計和分析。通過加強板焊接前后結(jié)