基于ANSYS的铝合金薄板焊接温度场三维有限元模拟

针对铝合金薄板对接焊,采用双椭球热源分布模式,基于ANSYS软件平台,建立了运动电弧作用下焊接过程的有限元数值分析模型。在模拟的过程中,利用ANSYS软件的AFDL语言,较好地模拟了焊接时焊接电弧移动加热过程以及整个温度场的瞬态变化,实现了参数化编程。对模拟的动态过程进行分析,得到了焊件温度场的分布规律,为以后焊接应力应变的准确分析奠定了基础。     

钛合金平板电子束焊接温度场有限元分析

焊接温度场不仅直接通过热应变，而且还间接通过随金属状态和显微组织变化引起的相变、应变决定焊接残余应力，因而对焊接温度场的研究是焊接应力应变分析的前提。在通用的有限元软件ANSYS平台上，根据电子束深熔焊的特点，提出了圆锥形体热源模型，并对电子束焊接温度场进行了数值模拟。有限元数值模拟结果同电子束试验焊缝形状有良好的一致性，圆锥形体热源模型体现了电子束深熔焊所特有的钉形焊缝，能较准确地模拟电子束焊接温度场。     

钢板焊接温度场与应力应变场有限元数值模拟

文中基于有限元软件ABAQUS,以过渡划分网格方法建立了钢板对接焊有限元模型,采用间接法对厚8 mm钢板焊接过程进行了三维动态数值模拟,计算得到了焊接过程温度场与应力应变场.结果表明:钢板焊接温度场分布与熔池中心距离呈正相关,熔池中心温度最高,距离熔池中心越近温度梯度越大;焊缝处残余应力及变形均呈中间大、两头小的分布形...     

IN738高温合金薄板激光焊接和TIG焊接数值模拟

利用MSC.Marc有限元分析软件,在激光焊接和TIG焊接温度场结果的基础上,对IN738高温合金薄板的焊接过程进行了数值模拟,分析了激光焊接和TIG焊接残余应力和塑性应变的分布规律,并进行了焊接试验验证,对焊接温度场和残余应力场进行了测定。结果表明,激光焊接的残余应力峰值高于TIG焊接残余应力峰值,在焊缝中心线和热影响区,激光焊接的纵向残余应力高于TIG焊接的纵向残余应力,激光焊接的拉应力区比TIG焊接的窄,塑性区宽度较TIG焊接的塑性变形区小,且塑性应变值也较低;激光焊接与TIG焊接计算得到的温度场、残余应力场与试验测得的温度场、残余应力场规律基本一致,只在焊缝处横向残余应力场存在较大的差异。     

基于SYSWELD的T型接头温度场的数值模拟

基于有限元软件SYSWELD对T型接头温度场进行三维动态模拟,得出了瞬态温度场分布图和特征点的热循环曲线,同时也得出了焊缝上任一点的温度变化与相演变的关系.与文献资料比较表明,所建立的数值模拟仿真模型可以较好的模拟焊接温度场,为研究焊接过程中的应力应变和减少焊接应力与变形提供了参考依据.     

5454铝合金管道环缝焊接应力应变数值模拟

采用SYSWELD焊接模拟软件对5454铝合金管道焊接接头进行数值模拟,建立了管道环焊缝熔化极氩弧焊双椭球热源模型,模拟出体积分布热源作用下的温度场,以获得的温度场为已知条件加载,求得管道环焊缝接头焊接应力应变场的分布规律,对探索铝合金焊接规律提供了有益的帮助。     

圆柱螺旋齿轮温精密成形的三维热力耦合温度场有限元分析

利用三维造型软件Pro/EngineerWildfire对圆柱螺旋齿轮及其成形模具进行三维建模;采用三维热力耦合有限元数值模拟技术,使用有限元数值模拟软件Deform-3D对圆柱螺旋齿轮的温精密成形过程进行了三维刚粘塑性有限元数值模拟,分析了齿轮在温精密成形过程中温度场的分布情况,得到了齿轮温度场分布的规律,为圆柱螺旋齿轮温精密成形技术在工业生产中的应用提供了有效参考。     

基于SYSWELD软件的CO_2焊温度场数值模拟及实验验证

基于有限元软件SYSWELD对低合金结构钢CO2焊的温度场进行三维动态模拟,结合实际焊接工艺参数,应用软件的校正工具对热源进行校正,得出了瞬态温度场分布图和特征点的温度变化曲线。与实测结果比较表明,所建立的数值模拟仿真模型可以较好的模拟温度场,为实现焊接过程中的应力、应变等分析提供了前提条件。     

基于ANSYS的不同焊接电流下平板对接焊数值模拟

采用双椭球热源模型,借助ANSYS有限元分析软件,建立了平板对接焊的有限元模型,数值模拟了不同焊接电流下平板对接焊的温度场和应力应变场,并归纳和总结了它们的分布规律,从而为实际生产中焊接质量的控制提供指导。     

焊接顺序对T型接头焊接温度场、应变场和应力场的影响

采用双椭球热源模型,利用Simufact.welding焊接仿真分析软件,对四种不同焊接顺序下T型接头焊接温度场、应变场、应力场进行了数值模拟。通过研究分析跟踪点的温度、应变和应力的变化情况,验证了数值分析结果的可靠性;通过对比分析应力和应变的仿真结果,得出了不同焊接顺序的优劣排序。本研究对T型接头焊接工艺优化有指导意义。     

激光薄板拼裁焊过程温度场和应力应变场的数值模拟

对激光薄板拼焊过程中的温度场和应力应变场有限元分析问题进行了研究。采用基于ANSYS大型通用有限元分析软件平台，使用其提供的APDL语言工具进行开发设计。从有限元分析过程中的建立计算模型、温度场分析及应力应变场分析3个紧密相关的方面，对薄板激光拼焊过程的数值模拟进行了讨论。     

Software package for simulation and prediction of welding solidification cracks

Abstract

In the present work, a software system is developed that can simulate and predict welding solidification cracks, based on previous work on welding solidification crack simulation in stainless steels. First, it assists users in discretising the welding workpiece, calculating welding heat input distribution, inputting material properties, and generating input data cards. Second, the system runs commercial finite element calculation software on the basis of input data cards. Third, the system performs data treatment to provide the user with simulated results in the form of contours, three-dimensional plots, and featured curves such as welding temperature cycles and strain - stress cycles. Next, the system carries out regression analysis on experimental data from transverse Varestraint testing to determine the resistance of the material to welding solidification cracking. Finally, the system calculates the curves of strain evolution with temperature at the trailing edge of the mushy region in the weld pool to obtain the driving force for welding solidification cracking. Consequently, the system can predict welding solidification cracking by presenting users with the driving force and resistance curves in one figure. The software package is developed mainly using Visual Basic and its graphical functions are achieved with the assistance of the Matlab software packages.     

不锈钢地铁车顶典型焊接接头有限元分析

针对不锈钢地铁车顶结构中的四种类型MAG焊典型焊接接头进行试验和有限元模拟分析。基于热-力完全耦合理论和热弹塑性有限元方法,利用大型有限元分析软件ABAQUS求解焊接过程中和焊后的温度及应力,模拟研究不锈钢地铁车顶典型焊接接头的温度场、应力场的演化行为以及残余应力的分布规律,并进行相应的焊接试验。结果表明:熔池计算结果与试验结果吻合良好;平板对接形式的应力分布是不锈钢车顶各类典型接头应力分布的本质形式;对于T型接头和卷边接头形式,竖板的应力分布不同。该有限元分析为不锈钢地铁车顶焊接制造提供了参考。     

分段退焊对角接接头焊接残余应力及变形的影响

基于热-弹塑性有限元理论,以Abaqus软件为平台进行角接接头焊后残余应力及变形的分析,采用分段移动热源模型并利用Fortran语言开发热源子程序,分别采用直通焊和分段退焊两种方式进行角接接头焊接温度场、残余应力及变形的数值模拟分析.结果表明:横向变形是角接接头最主要的变形;角接接头焊接在焊缝端口处的残余应力为压应力,...     

大型阀体成形新工艺的模拟研究

针对电站锅炉用大型截止阀体的制造新工艺一“剪切挤压”，利用数值模拟的方法对剪挤工艺进行研究，得到了成形过程中速度、应力、应变及温度场等的分布及金属流动规律，并通过物理模拟实验进行了验证，进而为获得阀体剪挤制造的最佳成形工艺参数提供可靠依据。     

相似理论在焊接温度场和应力场及应变场中的应用

从焊接热效应为焊接残余应力和残余变形的根本原因出发,认为相似温度场是相似应力场及应变场的前提。利用因次分析法,忽略弹、塑性形为能及相变引起的能量变化,推导出焊接温度场相似应满足的条件。在此基础上,利用方程分析法导出应力场及应变场的对应关系。为了进行数值验证,还推导出为满足相似温度场高斯热源应具备的必要条件。为了表明所推导相似条件的可行性,本论文利用平板表面堆焊的数值模拟进行验证,得到较好的结果。     

管对接全位置焊应力应变场三维有限元数值分析

基于有限元分析软件ANSYS,对SA335 P91钢管全位置对接打底焊温度场和应力应变场进行了三维数值模拟.建立了焊接瞬态温度场和应力应变场三维移动热源模型,得到了全位置焊时左右焊道交汇处(90°)的瞬态轴向应力和环向应力分布以及应力应变随时间变化的规律:在闭合小孔区内表面的轴向和环向应力均为拉伸应力,且环向应力比轴向应力大,并有明显的边缘应力效应;该处在高温凝固阶段的瞬态应力随小孔停留时间的延长和焊接电流的增大而减小,而其应变的变化则随之增大,这是造成打底焊时在小孔闭合区容易产生凝固裂纹的主要原因.     

Prediction of welding deformation of hull panel blocks using an advanced inherent strain analysis method considering the heat equivalent layer effect

When a large-scale structure is fabricated via a complex welding process, deformation and residual stress are challenges that must be resolved. In a thermo-elasto-plastic analysis, calculations are carried out from room temperature through the heating and cooling of the welded joint section where the base metal is melted by the welding heat. It is difficult to apply this type of analysis to large, complex structures due to the prolonged computational time and huge processing volume required. Inherent strain analysis is a more effective approach to analyzing welding strain, and enables the use of an elastic analysis instead of a thermo-elastoplastic analysis to predict the strain residual stress that occurs in the welded part. This study compares an existing method that analyzes the strain in the welded part by using the correlation between the zone affected by the heat and the adjacent zone constraining the heat-affected zone, and an advanced analysis method that is intended to enhance the accuracy of the results by considering the heat equilibrium zone that exists between the adjacent regions constraining the heat-affected zone. The advanced inherent strain analysis method is applied to obtain more accurate results for a hull panel block model, which is one of the most complex welding structures, by considering a restraint diagram organized according to the welding and fabrication sequence of the members.     

材料硬化模型对316L不锈钢焊接残余应力的影响

316L奥氏体不锈钢具有较强的应变硬化特征,建立合适的硬化模型可以更加准确地预测焊接残余应力.建立一种新型的非线性混合硬化模型,基于SYSWELD软件,采用间接耦合的三维热弹塑性有限元法模拟316L奥氏体不锈钢三道槽焊缝的残余应力.结果表明,材料的硬化模型对焊接残余应力的预测具有重要的影响,随着热循环次数的增加,硬化模型的影响越明显;与实际测量结果比较,随动硬化模型低估了焊接残余应力,等向硬化模型高估了残余应力,采用非线性混合硬化模型可以更加准确地模拟焊接残余应力.