管板多道焊焊接接頭數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)分析.pdf

1、板管焊接接頭是大型焊接結(jié)構(gòu)海洋平臺(tái)上的一種常見連接形式,也是其最薄弱的位置。很多海洋平臺(tái)的事故都是由于焊接接頭疲勞破壞或者脆性開裂引起的。含有殘余應(yīng)力的焊接接頭在海浪、臺(tái)風(fēng)、海流的沖擊下,很容易發(fā)生疲勞破壞,并且焊接殘余應(yīng)力和變形的存在增加了海洋平臺(tái)的設(shè)計(jì)難度。因此,對(duì)管板焊接接頭殘余應(yīng)力預(yù)測(cè)以及疲勞壽命分析具有工程實(shí)際意義。
　　本文首先對(duì)焊接殘余應(yīng)力測(cè)量方法,焊接過程中的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的理論以及現(xiàn)階段研究的現(xiàn)狀進(jìn)行了敘述。然后

2、根據(jù)管板焊接工藝對(duì)管板模型進(jìn)行焊接且利用盲孔法對(duì)該焊接模型進(jìn)行殘余應(yīng)力測(cè)量。接著利用ANSYS軟件平臺(tái)對(duì)管板焊接接頭進(jìn)行多道交替焊接的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的數(shù)值模擬,得出了焊接過程溫度場(chǎng)的變化過程以及焊后殘余應(yīng)力場(chǎng)的分布情況。并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,得出本文所使用的數(shù)值模擬方法的正確性。
　　在保證數(shù)值模擬正確性的前提下,本著提高數(shù)值模擬效率為目的,探討數(shù)值模擬過程中的模型簡化,并對(duì)比分析了不同簡化模型的殘余應(yīng)力。首先探討本對(duì)稱

3、模型能否簡化為1/4模型進(jìn)行計(jì)算,對(duì)殘余應(yīng)力的模擬結(jié)果進(jìn)行四條對(duì)稱路徑上的對(duì)比,得出了四套路徑上的殘余應(yīng)力基本相近,對(duì)于本文加工工藝的焊接模型可近似利用模型的對(duì)稱性簡化模型的計(jì)算。接著利用相同的仿真方法,進(jìn)行了不加點(diǎn)焊模型和整道焊縫一起激活模型的焊接溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬,得出了點(diǎn)焊對(duì)于本文中所述的剛性比較大的模型影響比較小,整體激活模擬方式相當(dāng)于增大了剛度,得到的模擬值比較小,不適合高精度的數(shù)值模擬。同時(shí),橫向比較得出,隨著焊縫附近剛