基于数值模拟技术制定汽车结构件的焊接工艺

汽车结构件焊后产生的焊接应力、焊接变形对产品的使用寿命、尺寸精度及零件的后序装配影响很大。通过数值模拟技术可以选择合适的焊接工艺方案,找出焊接应力、焊接变形对结构最有利的焊接工艺,从而使被焊总成的寿命提高、尺寸精度满足要求。文中以典型的汽车底盘件为例,利用数值模拟技术分析不同焊接顺序、焊接方向对结构中焊接应力、焊接变形的影响,并进行了试验验证。通过该项研究找到了一种采用数值分析技术制定汽车结构件焊接工艺的方法,有利于汽车结构件产品开发中设计工艺方案,提高产品开发进度。     

数值模拟技术在激光焊接过程中的应用及发展

基于MSC.Marc 通用有限元软件平台开发高效的增强移动热源模型,并采用热-弹-塑性有限元法和增强移动热源模型,对长度为13 832 mm的机车车辆大型长直结构焊接变形进行了数值模拟. 同时测量了长直结构的焊接变形,并与数值模拟结果进行比较,验证了所开发的有限元计算模型对长直结构焊接变形的准确性与可行性,随后,采用所开发的计算方法分析了不同焊接顺序对机车车辆大型长直结构焊接变形的影响. 结果表明,焊接顺序对焊接变形的模态和大小均有显著影响,通过调整焊接顺序能够大幅减小焊接变形,试验结果指导了大型长直结构的实际生产,并且缩短了工艺开发周期.     

计算机和数值模拟技术在焊接中的应用

介绍国内外计算机在焊接工程中应用的发展,以及近年来在焊接数值模拟模拟领域的研究成果及其在工程中的应用实例。     

焊接过程三维应力变形数值模拟研究进展

焊接非平衡加热、冷却过程导致产生焊接应力与变形，严重影响焊接过程及结构的服役行为，是焊接结构生产制造过程中必须解决的关键技术问题之一。作者对目前国内外焊接过程中焊接应力与变形的数值模拟研究及工程应用进行了分析。结合研究小组的研究工作，对大型复杂结构焊接过程中三维焊接应力变形数值模拟存在的困难、需要解决的主要技术问题进行了评述，并介绍了几个工程应用实例。     

计算机数值模拟控制超厚板焊接变形的工艺研究

采用固有应变数值模拟方法对风力发电法兰件超厚板对接焊接变形进行研究.结果表明:针对不同坡口形式,采用数值模拟技术可预测焊接变形,使得焊接变形量在可控范围内,大大节约因对工件频繁翻身所花费的人力、物力和时间,具有很大的经济效益.     

工艺参数对焊接热传导过程数值模拟的影响

用数值模拟方法对焊接热传导过程进行模拟是一种经济有效的方法,而工艺参数的选择是影响数值模拟准确性的主要因素.利用ANSYS软件建立了焊接热传导过程的分析模型,讨论了焊接速度、电弧半径、电弧功率有效利用系数3个参数对焊接热传导过程数值模拟的影响.     

ANSYS在激光焊接温度场数值模拟中的应用

通过分析和总结激光焊接过程有限元模拟的研究现状，综述了利用ANSYS进行激光焊接三维温度场有限元数值模拟中，物理模型的建立和网格划分、边界条件、等离子体及熔池对流等问题的处理。     

薄壁低碳钢管焊接变形的数值模拟

基于泛用软件ABAQUS,开发了适用于模拟熔化焊产生的温度场、应力场和应变场的热弹塑性非线性有限元计算方法.通过建立三维有限元模型和采用双椭球高斯体积移动热源,对低碳钢薄壁钢管的焊接温度场和焊接变形进行了数值模拟.同时还采用焊接机器人实际进行了低碳钢薄壁钢管的焊接,并实测了钢管的焊接变形.结果表明.数值模拟得到的变形和...     

计算机仿真在大口径法兰焊接行为模拟中的应用

针对大口径法兰焊接变形的问题,在不同焊接方式下对其焊接过程进行数值模拟。结果表明,焊缝处的残余应力为299~341 MPa。在分段焊接方式下,大口径法兰的最大变形量为1.63 mm,最大残余应力为442 MPa,采用分段焊接的方法能够减少工件的变形。     

1OCrSiNiCu船体钢焊接变形的数值模拟

针对IOCrSiNiCu船体钢板焊接过程比较复杂,变形不易控制的现实,利用ANSYS软件对焊接过程进行了有限元模拟.通过编写APDL程序,实现了基于生死单元模拟的焊接有限元计算,得到了不同焊接工艺参数条件下模拟变形的计算结果,并与试验对比,两者焊接变形差异较小,表明焊接模拟变形能较好的反映实际变形.     

ANSYS在激光焊接温度场数值模拟中的应用

在介绍了基于ANSYS激光焊接温度场数值模拟流程的基础上,研究了温度场数值模拟中几个关键步骤的处理方法,讨论了目前激光焊接温度场模拟存在的一些问题,阐述了激光焊接温度场数值模拟的研究现状.     

数值模拟在焊接中的应用分析

焊接是一个复杂的物理化学过程,传统的试验方法研究焊接现象不仅成本高、效率低,而且其应用存在一定的局限性,但单纯采用理论方法又很难准确地解决生产中存在的实际问题.借助计算机技术对焊接现象进行数值模拟,可以研究各种复杂的焊接问题,对焊接结构生产具有重要的指导意义.讨论焊接数值模拟技术的基本原理和主要模拟方法,综述数值模拟技术在焊接温度场分析、焊接应力应变分析、焊接冶金和焊接接头组织性能分析方面的应用及研究现状,指出了焊接数值模拟技术的主要发展方向.     

管板接头三维焊接变形的数值模拟

采用三维热弹塑性有限元法对管板接头的焊接变形进行数值模拟。研究了不同计算模型和焊接条件下接头的收缩和平板上开孔的位置和形状的变化。比较了半周模型和全周模型，固定热源和移动热源，单道焊和多道焊下的分析结果。为预测管板接头的焊接变形，控制制造精度提供了有价值的数据和方法。     

蜗壳管节组装焊接的数值模拟及工艺优化

焊接残余应力对水轮机蜗壳结构安全性的影响,主要是疲劳强度和脆性断裂,其分布关系到水轮机运行工作的稳定性与安全性。文中在建立GMAW温度场复合焊接热源模型的基础上,采用大型有限元软件ANSYS对蜗壳管节组装焊接的残余应力进行了数值模拟。并通过进一步的分析,提出了蜗壳管节组装焊接的工艺优化方案。     

焊接变形与基于SYSWELD的焊接力学数值模拟

汽轮机焊接一直受到由于焊接残余应力和变形所导致的产品成本高、生产效率低等问题的困扰,研究焊接残余应力和变形具有重要的工程实际意义.利用SYSWELD有限元软件完全实现了机械、热传导和金属冶金的耦合焊接计算,既考虑晶相转变又考虑了同一时间晶相转变潜热和晶相组织对温度的影响.分析空心叶片的结构特点和焊接变形原因,利用有限元软件SYSWELD对核电空心叶片的焊接进行了实时三维数值模拟,获得了焊接温度场、焊接残余应力分布及变形,并定性分析了模拟计算结果,为核电空心叶片的七段焊接方法提供理论依据.     

平板对接焊接变形的数值模拟

本文借助于ANSYS有限元分析软件,采用半椭球热源模型与生死单元法对厚度为8mm的低碳钢平板对接熔化极气体保护焊焊接过程进行数值模拟,分别模拟了单面双道焊和双面焊两种不同工艺条件下焊接的温度场、应力场及焊接变形并进行比较。结果表明：单面双道焊的焊缝截面积较大且沿板厚不对称,施焊后焊件所产生的横向收缩量及翘曲变形较大。通过实际施焊及检测验证了模拟结果的准确性。     

数值模拟技术在电子束焊接中的应用现状

概括总结了近几年数值模拟技术在电子束焊接方面的应用,从应力场、温度场、磁场以及焊接过程等几个方面总结了数值模拟技术发挥的作用,并认为数值模拟技术在电子束焊接模拟方面可以发挥更大的作用。     

焊接应力与变形数值模拟领域的若干关键问题

为了进一步提升焊接应力与变形数值模拟在工业技术领域的应用,文中提出了目前该领域所面临的主要问题,并针对材料性能参数的缺失、边界条件施加的随意性、大型焊接结构数值模拟效率低下、连续加工过程实现困难等几方面进行详细的阐述。提出了解决该类问题的一下思想方法。     

天然气管道在役焊接径向变形数值模拟

采用焊接模拟软件SYSWELD研究了压力及修复时间对天然气管道在役焊接径向变形的影响,并进行了试验验证.结果表明,在0~4 MPa压力范围内,径向变形量随压力的增大而增大,在4~6 MPa压力范围内,径向变形随着压力的增大而减小,并在6 MPa压力时近似等于常压焊接的变形量;随着焊接修复时间的增加,径向变形量逐渐增大,具有时间效应;预测焊接烧穿时,瞬时径向最大变形法优于内部点径向变形法.     

大型结构焊接变形数值模拟的研究进展

大型焊接结构件的生产过程中不可避免的存在着焊接变形,而焊接变形对于焊接质量的好坏至关重要。用数值模拟的方法研究焊接变形已成为一种高效、经济的方法。本文重点介绍了近年来数值模拟技术在大型焊接结构件焊接变形研究中的现状。