基于SYSWELD的A7N01铝合金缓冲梁结构焊接过程数值模拟

针对动车组缓冲梁焊接结构,采用SYSWELD软件,模拟了缓冲梁结构焊接过程,研究了焊接残余应力分布规律。测试并建立了A7N01S-T5铝合金和焊材ER5356材料物性数据库,通过SYSWELD软件提供的拟合工具,以双椭球热源模型为热量分布形式,建立了符合现场焊接工艺的热源模型,并分析了不同焊接顺序和焊接结构下缓冲梁结构残余应力大小及变化规律。结果表明,采用现场工艺焊接时,下翼板存在较大的残余应力,而对称焊工艺既能提高焊接效率又能降低上述区域的焊接残余应力。     

基于SYSWELD铝合金管点焊温度场数值模拟

基于专业焊接软件SYSWELD,采用Goldak提出的双椭球热源模型,对1.5mm厚铝合金管点焊过程进行了有限元数值模拟。模拟中充分考虑了材料热物理性能参数的非线性,及对流、辐射等边界条件对焊接温度场的影响,并运用HSF校正工具对热源各项参数进行校核。将模拟结果与焊接接头相比较,结果表明:计算所得熔池形状与实验结果基本吻合,得到了焊接接头温度场的变化规律。     

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.     

基于SYSWELD的地铁构架焊接变形数值模拟

通过SYSWELD焊接仿真软件的局部-全局法模拟计算了某地铁构架组焊时产生的焊接变形量,根据计算结果优化了焊接工艺,对构架设计提供数据支持。数值仿真计算结果与构架试制结果进行了验证对比,两者趋势吻合度高。通过这种方法可缩短产品试制周期,减少成本。     

CRH2A型动车组缓冲梁结构焊接残余应力的有限元模拟

建立了缓冲梁结构焊接有限元模型,利用有限元法分析了焊接残余应力分布规律.结果表明:应力模拟结果与采用压痕应变法实测结果吻合较好,模型可靠;缓冲梁下翼板边部和工艺孔区域存在较大且分布不均匀的焊接应力,工件挂的焊接对下翼板边部应力分布影响较大;采用A6N01铝合金代替A7N01铝合金作为母材可有效降低缓冲梁结构应力,当角补板和缓冲梁整体成型时,原焊缝附近的残余拉应力明显降低,采用双人对称同时施焊能显著降低缓冲梁下翼板的残余拉应力.     

基于SYSWELD的K7转向架副构架焊接数值模拟

K7转向架副构架是K7转向架的重要组成部分,其结构为三段B+级铸钢焊接而成。若焊后残余应力及变形未达到设计要求会直接影响到机车车辆运行的安全。为了更好地验证现有焊接工艺可靠性,采用ESI公司焊接专用软件SYSWELD对K7转向架副构架进行了数值计算分析。根据K7转向架副构架建立其三维几何模型,划分网格模型,设置热源参数。考虑到实际生产时遇到的情况,采用四种焊接方式进行模拟,并与实验结果相对比,按照设计的焊接工艺仿真得到的焊接残余应力与实验吻合较好,由此验证了仿真的可靠性,可将仿真结果运用于指导生产。     

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SYSWELD的Q690高强钢焊接数值模拟

基于Q690高强钢的焊接工艺,通过SYSWELD对Q690钢MIG对接焊进行了数值模拟,得出了瞬态温度场分布图和特征点的热循环曲线,验证了有限元软件SYSWELD模拟的准确性。在此基础上得到了热影响区的相演变图,证实该焊接工艺是合理的。最后通过计算获得焊后残余应力的分布图,总结相应的残余应力分布规律,为评定和优化焊接工艺提供了理论依据。     

同管径不等厚管的焊接残余应力数值模拟

针对同径不等厚管,运用有限元模拟软件SYSWELD,获瞬时焊接温度场及焊接残余应力场,重点分析管外壁及管内壁焊接残余应力。结果表明,本模型管内壁和管外壁焊接残余应力有沿着焊缝中心线对称分布的特征,薄壁端与厚壁端相略有差异。管内壁和管外壁焊接残余应力主要表现为轴向应力和切向应力,径向应力幅值很小。对比分析管内壁及管外壁等效焊接残余应力,表明管外壁焊接残余应力较小,等效焊接残余应力峰值出现在厚壁端热影响区;管内壁焊接残余应力在根焊处较大,超过450 MPa,根焊处应力集中,为薄弱部位。     

基于SYSWELD钢板对焊过程模拟仿真

基于TIG焊接工艺,以S355J2G3低碳合金钢和X20Cr13马氏体不锈钢作为研究材料,利用有限元技术研究不同焊材和垫板对焊接温度、残余应力和相组成的影响。仿真结果表明,焊材种类对焊件的残余应力影响明显,其影响程度主要取决于材料的相的组成。     

基于SYSWELD的TIG堆焊试件应力及变形数值模拟分析

通过运用SYSWELD建立TIG堆焊试件的有限元模型,计算出整个焊接试件的应力场分布和变形情况.模拟结果表明,堆焊试件的应力和变形随能量输入和焊接时间的不同而不同,输入能量越高,焊缝区域应力越小,变形也小;焊接时间增长,应力和变形增大.     

铝合金薄壁圆筒纵直缝焊接残余应力数值模拟

利用热弹塑性有限元方法对薄壁铝筒纵直焊缝TIG焊进行了数值模拟计算,建立了分析模型,定量地描述了准稳态温度场和残余应力场计算数值以及在整个圆筒上的分布情况,并进行了试验验证.结果表明,焊接时热源周围极窄区域温度高、梯度大,离开热源,温度峰值急剧下降;纵向残余应力在焊缝及热影响区为拉应力,最大值位于焊缝长度中心截面上;纵向残余应力在圆周上表现出拉压区交替变化的趋势.利用应力释放法对焊接件进行应力测量,测量结果与模拟计算结果吻合良好.     

超声波消除铝合金焊接残余应力的有限元数值模拟

利用有限元ANSYS软件模拟了超声波冲击铝合金焊接件过程,通过对比超声波冲击前后铝合金焊接件的残余应力分布情况,证明了超声波消除残余应力的有效性。     

超声冲击改善6061铝合金焊接残余应力的数值模拟

运用ANSYS有限元软件对无应力和存在焊接残余应力的6061铝合金试板的超声冲击过程进行了数值模拟,并和实测结果进行了对比.结果表明,对于无应力试板,冲击中心表面为压应力,周围为拉应力;在冲击中心沿板厚方向,应力状态逐渐由压应力转变为拉应力,随冲击过程的进行,材料整体应力水平不断提高;对于存在焊接应力的试板,增加载荷位移,冲击区域的应力降幅也随之增大,最大拉应力逐渐向母材区转移且其峰值也不断下降,应力降幅符合实测结果.     

基于SYSWELD的地铁底架枕梁焊接变形的数值模拟

针对地铁枕梁采用的激光复合焊建立了相应的复合热源模型,并利用有限元软件SYSWELD进行求解。对枕梁在3种不同焊接顺序的方案下进行数值模拟,得到不同方案下各方向的变形量。结果表明,在不同焊接方案下,焊接变形分布情况基本一致,但产生的最大变形量有所不同;可以通过设计合适的焊接顺序来减小焊接过程中产生的变形。     

基于SYSWELD的列车转向架结构焊接数值模拟

列车的转向架是保证车辆运行品质与运行安全的关键部件,构架又是其最重要的组成承载部件.因此,研究列车转向架焊接构架残余应力与结构强度的关系,具有非常重要的意义.根据列车转向架构架建立其几何模型、划分网格、设置热源参数,采用ESI焊接专业软件SYSWELD对列车转向架构架结构焊接进行数值计算分析.为优化工艺措施,调整应用多种焊接顺序工况进行模拟,并进行对比.     

复杂铝合金焊接结构的残余应力数值模拟分析

以SYSWELD有限元软件为平台,开发了基于瞬间热源的高效计算方法来模拟复杂铝合金结构的焊接残余应力. 首先以6061铝合金平板堆焊接头为研究对象,分别采用移动热源和瞬间热源计算接头的焊接残余应力,对比两者的计算结果验证瞬间热源法的有效性. 随后,将所开发的高效计算方法用于模拟6系铝合金复杂结构的焊接瞬态应力和残余应力,并将计算结果用于分析实际产品制造中开裂问题的原因,并提出了两种减缓和防止铝合金结构开裂的方案,即减小焊接热输入和增大开裂位置型材的板厚. 结果表明,铝合金结构在焊接生产制造过程中发生开裂是由该位置产生了高瞬态拉伸应力所致. 降低关键焊缝焊接热输入和增加型材板厚,均对结构开裂位置的瞬态焊接应力有一定程度的改善,且增加型材厚度的改善效果更好.     

铝合金搅拌摩擦焊接数值模拟技术的研究进展

数值模拟技术是研究铝合金材料搅拌摩擦焊接成形的重要新兴手段,被应用于研究搅拌摩擦焊的温度场、流场及残余应力分布等。从热-力模型建立与模拟分析等方面详细论述了搅拌摩擦焊数值模拟技术的最新国内外研究进展,并指出了其目前存在的问题及发展方向。     

基于有限元的多次补焊焊接残余应力的数值模拟

应用有限元方法建立了补焊温度场的数学模型，并对温度场进行一定的简化。焊接应力分为热应力和组织应力两部分，分别给出了热应力和组织应力的计算模型。利用ANSYS有限元软件以BHW35钢补焊为例进行数值模拟，给出了有限元的实现过程。并分别给出了一次、三次、五次补焊的模拟结果。并将计算模拟值与实际测量数值比较。计算结果和实际测量数值基本吻合。并根据应力分布情况，得到一些结论，焊缝中心的残余应力变化不大；热影响区存在较高的残余拉应力，且同一位置，随修复次数的增加，应力值逐渐提高；残余拉应力区宽度变大。文中还给出了焊后热处理后的应力大小情况，以证明焊后热处理能改善应力分布。     

数值模拟技术在铁路货车铸钢牵引梁上的应用

论述了如何通过PROCAST软件对新型铸钢牵引梁在浇注和凝固过程中流场和温度场分布的数值模拟研究,完善工艺设计的过程.通过数值模拟研究和实践验证表明,采用数值模拟技术,可以有效提高工艺设计的水平,减化试验、验证、改进的各个环节,对于提高结构和工艺设计质量以及节约研发成本都有着重要的指导意义.