基于固有应变法预测双丝CO_2气体保护焊液压支架顶梁变形

采用双丝CO2气体保护焊方法焊接30 mm厚Q690D钢板全尺寸液压支架顶梁.基于温度热源和热弹塑性算法对局部顶梁结构焊接变形进行计算,获得焊接固有应变,然后将固有应变施加在全尺寸壳单元顶梁模型上进行弹性计算,最终得到液压支架顶梁结构的焊接变形.结果表明,结合小结构模型的热弹塑性法和大结构固有应变法,能高效预测大型结构的焊接变形且能保证一定精度,预测的液压支架顶梁焊接变形结果与试验结果符合较好;液压支架顶梁的焊接变形主要为角变形,且两侧分布不对称.     

考虑夹具接触约束的FSW焊接变形的固有应变法预测

为高效高精度地预测大尺寸结构FSW焊接变形,基于考虑夹具接触约束的热弹塑性仿真结果,在分析塑性应变的区域分布特点的基础上运用固有应变法进行分区映射,发展了一种有效的焊接变形预测方法.针对小尺寸6061-T6铝合金板材FSW焊接,将接触约束状态和固定约束状态下的焊后变形预测值与实验值进行了对比分析,结果表明接触约束状态的...     

基于固有应变的大型焊接结构变形的预测

首先用热弹塑性有限元法研究了铝合金对接焊的固有应变的变化规律，得到了固有应变，即纵向收缩力Tendon Force，横向收缩和角变形与热输入参数Q／h^2之间关系曲线。在掌握了同有应变的变化规律的基础上，通过简化焊接结构，用弹性板单元有限元法，对大型铝合金机车车顶盖的部分结构的焊接变形进行了预测。研究表明，用基于固有应变的弹性板单元有限元法对大型焊接结构的焊后变形预测足可以实现的。     

焊接结构变形预测及控制的研究现状

本文综述了国内外对于焊接变形预测和控制的主要方法及其研究现状。首先介绍了预测焊接变形的几种方法：解析法、热弹塑性有限元法、固有应变法（固有应变有限元法、热弹塑性有限元获得固有应变法）等;其次简述了工程中一些常用的控制焊接变形的措施：制定合理的焊接工艺规程、反变形法、系统综合分析法等;最后对焊接变形的预测与控制提出了展望。     

固有应变有限元法预测焊接变形理论及其应用

介绍了固有应变的概念、固有应变有限元法预测焊接变形的理论和方法。固有应变存在于焊缝与近缝区 ,并与焊接热输入和板厚等因素有关 ,通过试验和热弹塑性分析 ,可以确定它们的关系曲线。固有应变法只需一次弹性有限元计算 ,因而是预测大型复杂结构焊接变形的一种十分有效的方法。文中介绍了若干工程中成功的应用实例     

基于试验数据关系模型的焊接变形计算方法研究

运用固有应变弹性有限元法计算焊接变形时需要输入焊接结构的固有应变值,为了方便固有应变值的计算,文中应用了一个无量纲热输入参数,建立了基于试验数据的固有应变与无量纲热输入参数的关系模型。最后,计算了4个案例的焊接变形,结果表明整体变形的计算值与试验值的平均相对误差符合工程要求。     

采用固有应变法预测铝合金焊接变形

伴随焊接过程而产生的焊接变形和残余应力是影响焊接产品精度和性能的重要因素,至今仍然是工业生产中迫切需要解决的重要课题。目前常用的预测焊接变形的方法是三维热弹塑性有限元法,但是由于现有计算机计算能力的限制,还不能预测很多复杂结构的焊接变形。固有应变法是由日本学者提出的解决复杂结构焊接变形的方法,它忽略了整个焊接过程,直接将固有应变施加于壳单元上,经过一次弹性计算就可得到焊接变形。本文用三维热弹塑性有限元和试验相结合的方法获得了平板对接接头形式下的固有应变,运用固有应变法预测铝合金5052平板对接后的焊接变形,通过计算和试验相结合的方法验证了固有应变法预测铝合金焊接变形的可行性,结果表明,固有应变法能够较准确地预测焊接变形,且所用的时间短。     

薄壁GH3536尾喷管组焊变形控制工艺优化仿真

基于SYSWELD仿真平台,利用热-弹-塑性有限元法和固有应变法进行仿真优化,研究焊接工艺对薄壁GH3536尾喷管组件焊接变形的影响。首先进行平板对接工艺试验和热-弹-塑性有限元仿真计算,对焊接热源模型进行校核,获得不同焊接工艺下典型接头的平均固有应变和修正的材料热膨胀系数。建立全尺寸三维尾喷管组件的焊接有限元模型,基于固有应变理论的弹性有限元方法,利用平板对接获得的材料热膨胀系数,计算焊接工艺参数与焊接约束对尾喷管组件焊接变形的影响。结果表明,焊接电流为40A时,薄壁GH3536平板对接焊接头固有应变值最小为0.00660mm,此时尾喷管焊后变形也最小,为推荐使用的最优焊接工艺。在焊缝、进气口和排气口同时进行夹持,尾喷管焊后变形最小,整体变形1.39mm。     

大型船体舷侧分段装焊顺序仿真及其变形预测研究

针对大型船体结构焊接仿真及变形预测困难等问题,综合运用热弹塑性有限元法和固有应变法实现船体舷侧分段装焊工艺仿真,重点研究不同装焊顺序对焊接变形的影响。系统分析了船体舷侧分段的焊缝类型及其焊接工艺;基于热弹塑性有限元法获取典型焊缝接头的固有应变;进而采用固有应变法分析了不同装焊顺序下舷侧分段的焊接变形及其分布规律。结果表明:舷侧分段呈现纵向两端向中间收缩变形趋势,最大变形量发生在内外板衔接处。反造法相对于正造法的装焊工艺,焊后变形在x、y方向的最大变形量分别提高0.8%、5%,在z方向的最大变形量降低4.4%为提高大型船体结构装焊效率和质量提供了理论支撑。     

焊接变形预测技术研究进展

焊接变形是影响焊接结构质量和生产率的主要问题之一，焊接变形的存在不仅影响着焊接结构的制造过程，而且影响着焊接结构的使用性能。一般认为，焊接过程中材料的不均匀受热、板厚方向的热梯度、材料的局部非协调塑性应变以及焊接残余应力的作用是产生各种焊接变形的根本原因。焊接变形预测方法大都基于有限元分析。文中详述了国内外有关焊接变形预测技术的最新研究进展，具体介绍了热弹塑性有限单元法、固有应变法以及基于传统有限元的优化设计法与人工神经网络模型等先进的焊接变形预测方法。     

304L不锈钢结构焊接变形分析

针对304L不锈钢材料进行了平板表面堆焊的试验研究和热弹塑性有限元分析.结果表明,试验和数值模拟结果的一致性验证了计算中所假定的材料高温性能参数的合理性.在此基础上,应用热弹塑性有限元法对304L不锈钢液化天然气独立液舱气室与筒体装焊的实例进行研究,成功地预测了结构的焊接变形,为304L不锈钢大型复杂结构焊接变形的模拟和控制提供了理论依据.     

基于固有应变法的地铁侧墙FSW焊接变形仿真

针对地铁列车铝合金地铁侧墙焊后变形问题,基于顺序热力耦合法和固有应变法,建立了完整的6005A-T6铝合金地铁侧墙搅拌摩擦焊有限元模型,并对其焊接变形进行仿真预测。首先,运用组合热源和顺序热力耦合方法,对侧墙局部结构进行三维热弹塑性有限元分析,提取结果并计算固有应变;然后采用固有应变法对全尺寸地铁铝合金侧墙模型进行弹塑性计算,获得地铁侧墙结构的焊接变形结果,并与实际测量值进行对比分析。结果表明,模拟计算得到的焊接变形趋势与实验结果相同,且模拟变形量与实验测量值之间的误差在20%以内,为地铁侧墙的实际生产提供了理论依据。     

基于FEM的压缩机汽缸座与曲轴结构尺寸优化设计

对冰箱压缩机的两个关键零件-汽缸座和曲轴进行基于有限元法的尺寸优化设计.运用有限元软件对零件的动态性能进行分析,并运用模态试验对有限元模型的准确性进行验证.在此基础上,建立零件结构参数化模型,并运用ANSYS中的优化模块,对零件进行尺寸的优化设计.     

基于ANSYS的结构非线性仿真分析与设计

讨论了金属材料受载时弹——塑性非线性变形理论和曲线,将材料的真实应力——应变曲线简化为双线性强化弹塑性曲线,并对曲线参数进行了计算。以压缩机底座为例,提出非线性材料零件的建模、分析、设计的方法,并对此模型的压缩机底座结构参数进行设计。     

淬火过程应力/应变场有限元模拟关键技术研究

针对淬火过程应力/应变场的特点,给出了淬火过程弹性区、塑性区的应力应变关系。根据淬火过程热物性参数及组织转变的特点,给出了处于弹性区和塑性区的单元应变增量表达式,及热应变、相变应变、相变塑性等初应变的计算方法。给出了热弹塑性问题有限元变分方程、变分方程右端列向量的计算方法及适用于淬火过程的迭代收敛准则。编写了淬火过程有限元模拟程序,并用该程序模拟了圆柱试样的淬火过程,将模拟所得结果与实验结果相比较可以看出,模拟结果与实验结果吻合较好。     

挤压机主柱塞有限元分析

根据挤压机主柱塞的结构特点,利用有限元分析软件I-DEAS建立有限元模型,并对主柱塞零件进行了静力学的有限元分析计算,研究了在满负荷工作状态下主柱塞零件的应力和应变情况.结果表明,应用I-DEAS软件分析计算具有较高的精度,所建立模型和采用的计算方法可靠,主柱塞零件的结构设计合理.     

Welding distortion and inherent deformation under temporary tacking and its released states

In the present study, the detailed welding distortion of bead welded plates under temporary tacking state and released state was predicted by thermal elastic-plastic finite element model (FEM) and also measured by the digital image correlation (DIC) method. It was found that the residual welding angular distortion can be reduced to about 50–60% by temporary tacking, while the residual transverse shrinkage and longitudinal shrinkage are less affected. Further, the welding distortion with different ratios of temporary tacking length to weld length for various dimensions of bead welded plates was quantitatively investigated by FEM. The inherent deformations which are described by the integrated values of residual plastic strains were proved to be the same before and after releasing the temporary tacking. The effect of temporary tacking on the welding distortion and inherent deformation were analysed in details.