焊接变形有限元数值模拟分析

环形薄壁焊接结构在生产实践中有着广泛的应用。在现行工艺条件下统计火焰筒衬套组件焊接变形基本规律。并采用有限元分析软件ANSYS模拟火焰筒衬套组件焊接过程,模拟马鞍与内环焊接过程的温度场及变形情况;模拟结果表明:径向最大变形为0.494mm,而在其对应的180°处变形为0.756mm。通过理论计算,内环与马鞍焊接后径向最大变形为1.25mm,与实际焊后测量结果相符。总结模拟变形规律,为控制焊接变形措施提供理论依据。     

模具在工件反挤压过程中的变形模拟研究

模具在金属塑性成形过程中起着十分重要的作用.就一般而言,模具在金属成形过程中的变形被忽略,将之视为刚性体.然而在金属精密成形中,模具的变形对成形件的尺寸精度将产生较大的影响.利用SuperForm软件针对模具在工件挤压过程中的变形进行了有限元数值模拟,对这一问题作了初步分析与探讨,为工厂实际生产的工艺制定、模具设计提供理论参考与依据.     

钢结构焊接变形分析与矫正方法

根据日常生产经验,结合相关资料,阐述钢结构焊接变形,介绍焊接变形的火焰矫正施工方法。     

管类件定径挤压极限变形程度的数值模拟

分析了管类件定径挤压成形工艺，借助于有限元软件Deform-3D平台，对不同参数组合的45^#管类件定径挤压工艺进行了有限元数值模拟。给出了成形极限范围和不同参数对极限变形程度的影响规律。     

探讨焊接变形影响因素与预测矫正技术

为有效控制钢结构焊件的不均匀膨胀和收缩而造成的焊接变形,就焊接变形的主要影响因素进行分析,并简要论述了最新的变形预测方法,提出相应的矫正措施。采用火焰矫正法对大型钢构件进行矫正,在材质为低碳钢情况下控制高、中、低温矫正的温度和介质。对不同变形的部位使用相应的施工方法。     

钢结构焊接变形的火焰矫正方法

根据多年经验,阐述钢结构变形的主要种类,介绍或眼矫正变形的几种方法。     

工字梁焊接变形的火焰矫正

根据多年的工作经验,结合同行相关资料,阐述钢结构变形的主要种类,介绍工字梁焊接变形的火焰矫正施工方法。     

甲板分段焊接变形仿真与控制

采用热弹塑性有限元方法开展了甲板分段焊接数值仿真,基于三维Shell单元和双椭球焊接热源模型获得了结构温度变化和应力场,得到了甲板分段焊接变形及残余应力分布特点,同时探究了纵向和横向型材15种焊接装配顺序以及3种甲板分段拘束形式对残余应力和焊接变形的影响规律。结果表明,所设计的对称交替焊接方法对应的焊接变形最小,即先从船舯向舷侧焊接纵骨,再从中间向两端交替焊接横向桁材,最后从船舯向舷侧焊接纵向桁材;在甲板分段边缘和中心施加压条约束可获得变形控制与工作量的最佳平衡;通过优化焊接顺序和约束方式,可有效实现大型甲板焊接精度控制。     

新工艺在机械焊接技术中的应用研究

随着新型焊接工艺被广泛应用于生产之中,其受关注度与日俱增。本文从对机械焊接技术的介绍出发,立足于机械焊接新工艺的探索,这对于机械焊接新工艺的广泛应用具有现实的指导意义。     

H型钢结构焊接变形的火焰矫正

H型钢在现场制作过程中都存在焊接变形问题,如果焊接变形不予以矫正,则不仅影响结构整体安装,还会降低工程的安全可靠性。通过火焰矫正可以使焊接结构产生新的应力而改变焊接变形。     

Numerical simulation on bucking distortion of aluminum alloy thin-plate weldment

In this paper, the welding residual distortion of aluminum alloy thin plates is predicted using the elasticity-plasticity finite element method (FEM). The factors contributing to the welding buckling distortion of thin plates are studied by investigating the formation and evolution process of welding stresses. Results of experiments and numerical simulations show that the buckling appearance of thin-plate aluminum alloy weldments is asymmetrical in the welding length direction, and the maximum longitudinal deflection appears at the position a certain distance from the middle point of the side edge towards the arc-starting end. The angular deformation direction of thin-plate weldments is not fixed, and such case as the angular deformation value of the arc-starting end being higher than that of the arc-blowout end exists.     

Welding distortion control of automobile engine stator by finite element method

In this paper, a thermal elastic-plastic finite element method (FEM) is used to simulate the plasma welding process in order to predict the welding distortion of automobile stator iron core. Six spatial symmetrical welding torches are adopted in the welding process so as to make the iron core rings welded firmly and the distortion symmetric. The effect of rigid clamp on actual welding process is replaced by the contact function between rigid body and deformation element in the MSC software, MARC. The welding process restrained by clamp and deformation analysis after the removal of clamp was successfully simulated. The predictions show good agreement with the test results when the rigid clamps are taken into account in the welding simulation, which satisfies the design requirement for manufacture.     

复杂断面空心铝型材分流模挤压焊合过程金属流变行为分析

采用有限元法结合焊合区网格重构技术,揭示了复杂断面空心铝型材焊合时的金属流变行为,优化了分流孔面积、位置、宽展角等结构参数,使得同步焊合面由原来1个增加到5个,消除了型材断面中部流速快、左部慢与底面卷翘等成形缺陷。焊合室内最大静水压力达484MPa,能够满足焊合质量,模芯周围受力分布均匀,有利于减小型材壁厚超差。     

道次和路径对非致密体挤扭致密效果的影响

运用有限元方法对非致密体材料挤扭(Twist Extrusion,TE)进行分析.通过对纯铜多孔材料挤扭的数值模拟,获得了挤压道次和挤压路径对致密效果的影响.研究结果表明,挤扭工艺可以有效的对非致密体材料进行固结;随着道次增加,所需挤压力也越大,路径a下挤压力大于路径b;挤压道次的增加可以提高试样的有效密度;路径a下致...     

ITER装置环向场线圈盒焊接变形调控数值模拟研究

目的 对国际热核聚变装置中环向场线圈盒AU1段的焊接过程进行有限元数值模拟分析,探究焊接坡口类型和焊接工装对侧板焊接角变形的影响。方法 基于ABAQUS有限元计算平台,建立等截面尺寸简化的线圈盒AU1模拟件的有限元模型,通过二次开发移动单元体热源模型实现多层多道焊接模拟。在AU1模拟件的基础上设计对称和非对称的2种焊接坡口,并分析2种坡口结构侧板角变形的大小和规律。通过将防角变形工装抽象为边界条件,实现了该工装的功能,研究了防角变形工装调控焊接角变形的效果。结果 非对称坡口和对称坡口结构产生的侧板角变形规律基本相同,但前者的最终角变形为22.5 mm,大于后者的18.1 mm;在AU1结构焊接过程中,当焊接至约76 mm厚度时,角变形先是变化较快,而后逐渐趋于稳定;在焊接至约76mm厚度之前对焊接工装进行调整,可使焊接厚度为280mm时的侧板角变形由同期的22.7 mm降低至4.0 mm。结论 移动单元体热源模型很好地平衡了计算效率与准确性,使用对称坡口可以获得更小的角变形,对防角变形工装进行及时调整可以大幅度减小侧板的角变形。     

多孔管板群缝激光焊接路径优化

为了研究大规模管板群缝激光焊接变形规律与调控技术,建立了考虑材料高温性能和力学性能参数的12 mm厚Q235多孔管板群缝模拟件,设计了由内而外对称焊接以及从上而下非对称焊接的5种路径,利用焊接工艺模拟软件InteWeld仿真研究了不同焊接的焊接路径对焊接变形的影响规律。结果表明,从上而下逐一按顺序焊接的管板焊接路径其平均变形量以及轴向变形量最小。     

转模挤压成形过程的变形机理研究

针对低塑性合金挤压成形时所需能耗大、材料利用率低等问题,提出了对凹模施加转动的成形新工艺———转模挤压成形技术,并设计了特殊的凹模结构.与芯模转挤压仅适于圆截面制品相比,对凹模施加转动可有效地避免异型截面制品挤出成形时引起的垂直模口部位轴向的＂切断＂等难题.数值模拟及理论分析表明：与普通挤压相比,凹模转挤压成形中塑性区...     

高速动力车构架侧梁焊接结构优化研究

控制高速动力车转向架构架侧梁的焊接变形是控制构架生产质量的关键,而侧梁的结构对其焊接变形产生重要影响,为此,采用焊接数值模拟与目标函数相结合的方法对侧梁结构进行优化设计,得到既能保证侧梁整体刚度又可以控制焊接变形的结构方案,为高速动力车转向架构架的结构优化设计提供了数值依据.同时,也使数值模拟和目标函数相结合的结构优化方法在大型焊接结构件的焊接变形控制上获得了成功应用.     

拖钩套筒复合冷挤压数值模拟与毛坯优化

将挤压模具视为刚体,采用有限元分析软件MARC,对拖钩套筒零件进行了冷挤压过程的数值模拟计算。根据各主要阶段等效应力及等效应变的分布,总结了挤压过程中金属材料塑性流动的规律。以最大挤压力为目标,对毛坯的尺寸进行了优化,为挤压工艺的改善提供了依据。根据计算结果,得出了挤压完成后零件所受最大主应力数值及其分布规律,为后期模具强度的研究奠定了基础。     

Theoretical prediction of welding distortion in large and complex structures

Welding technology is widely used to assemble large thin plate structures such as ships, automobiles, and passenger trains because of its high productivity. However, it is impossible to avoid welding-induced distortion during the assembly process. Welding distortion not only reduces the fabrication accuracy of a weldment, but also decreases the productivity due to correction work. If welding distortion can be predicted using a practical method beforehand, the prediction will be useful for taking appropriate measures to control the dimensional accuracy to an acceptable limit. In this study, a two-step computational approach, which is a combination of a thermo-elastic-plastic finite element method (FEM) and an elastic finite element with consideration for large deformation, is developed to estimate welding distortion for large and complex welded structures. Welding distortions in several representative large complex structures, which are often used in shipbuilding, are simulated using the proposed method. By comparing the predictions and the measurements, the effectiveness of the two-step computational approach is verified.