船用薄板焊接接头残余变形有限元模拟

运用热弹塑性有限元法,对不同焊接工艺条件下板厚6 mm的AH36钢薄板焊接接头残余变形进行了有限元模拟研究.结果表明,使用不同的焊接方法,纵向挠曲变形和角变形量发生显著变化,采用单一CO2气体保护焊,焊接残余变形量较小;采用CO2气体保护焊+埋弧焊的混合焊方法,焊接残余变形量有所增大;在焊缝背面施加雾化水冷,可以有效控制焊接残余变形,尤其对于控制采用单一CO2气体保护焊的角变形成效显著.为了验证有限元模拟结果的准确性,采用与有限元模拟完全相同的工艺条件对AH36钢薄板进行了焊接残余变形试验,试验结果与数值模拟结论存在一定误差,但基本变化趋势一致,表明采用有限元模拟技术可以预测AH36钢薄板焊接残余变形.     

汽轮机空心静叶片焊接变形有限元模拟

为了从理论上计算获得空心静叶焊接后的变形规律,以通用非线性有限元模拟软件MSC.Marc作为有限元分析软件,以某大型核电汽轮机空心静叶片为研究对象,模拟了空心静叶片进、出汽边焊缝焊接成型过程的温度场与纵向应力场分布。焊接后,焊缝位置呈现最大纵向拉应力,垂直于焊缝的两侧区域,随着离焊缝的距离的增加,拉应力逐渐减小,当距离进一步增加,出现纵向压应力并逐渐增大,当压应力出现峰值后,压应力逐渐减小并最终趋近于零。同时,计算得到了叶片焊接后的焊接变形趋势。结果表明,在叶片长度方向上,进汽边与出汽边之间的型面向内弧板卷曲,呈V形状,而位于出汽边焊缝以外的背弧板则正好相反,长度方向呈现Λ形状变形;在宽度方向上,出汽边位置的背弧板变形量最大,整体变形方向为向内弧面卷曲变形。将模拟得到的焊接变形趋势、变形方向与关节臂式三坐标检测结果进行了对比,两者相吻合。     

核电大型SC结构焊接有限元变形分析

核电SC结构是大直径环形双层柔性结构,自身质量大、整体刚度小、局部刚度大、焊接长度大,焊接变形控制是安装重点之一。选择有限元数值模拟进行计算分析,首先通过SC结构典型接头焊接试验及热弹塑性有限元法计算对比,确定了SC典型接头焊接应变值。通过典型接头应变数据及ANSYS有限元计算,进行了SC结构双层整圈模块及4层整圈模块安装焊接变形分析,给出了最佳焊接顺序及焊接变形情况,对后续实际施工具有较强的指导意义。     

地铁列车车顶结构焊接变形模拟

以地铁列车车顶结构为研究对象,应用数值模拟技术开展其焊接变形的研究。基于分段温度函数法的高效计算方法,建立了该焊接结构的三维有限元模型,得到了其准稳态温度场和焊后变形分布。同时对圆顶结构的实际变形情况进行测量,对模拟结果进行了验证。对比结果证明,模拟结果可以较好地符合实际,其趋势相同,最大变形量误差在20%以内,具有一定的参考性。说明了使用分段温度函数法对大型结构进行模拟具有较高的准确性,也为进一步控制车顶结构的变形提供了方法和依据。     

薄板加强筋结构焊接过程的有限元模拟

针对薄板加强筋结构焊接残余应力和焊接变形复杂的问题,先对单一T型接头进行数值模拟以验证焊接模拟的合理性,最后对薄板加强筋结构焊接温度场和应力场进行数值模拟。结果表明,T型接头在焊后发生了角变形,最大的变形量位于底板的角点处,大小为5.0 mm,数值模拟与残余应力测试结果表现出很好的一致性;薄板加强筋结构焊后残余应力主要沿着焊缝分布,在远离焊缝处残余应力迅速减小,最大残余应力位于横向筋板与底板焊缝处,大小为329 MPa;薄板加强筋结构焊后最大变形处位于底板的角点处,数值模拟得到的最大变形量为107 mm,实际测量的最大焊接变形量为105mm,数值模拟与实际焊接变形结果较好的吻合。     

钢箱梁焊接变形预测与控制研究

为了预测和减少钢箱梁焊接变形,首先采用热弹塑性有限元法和焊缝收缩力法对T形焊接接头进行了焊接变形模拟,并对计算结果进行了分析和试验验证,证实了焊缝收缩力法的可行性;其次运用焊缝收缩力法分别研究了底板和钢箱梁的焊接变形,重点分析了焊接顺序对焊接变形的影响,优化焊接工艺,为生产实践提供了可靠的参考依据。     

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。     

宜昌大桥钢箱梁隔板焊接变形的控制技术

介绍了宜昌长江公路大桥的结构形式和特点，分析了钢箱梁中横隔板单元件在焊接过程中的变形趋势，采取相应工艺措施，使焊接变形得到了有效的控制。     

大型复杂结构焊接变形热弹塑性有限元分析

运用通用有限元软件ANSYS,对大型复杂结构采用组合焊道、不同类型单元混合使用的等效简化,建立三维有限元模型.在不影响计算精度的前提下,采取一系列减少计算量,增强收敛的措施,成功地克服了热弹塑性有限元分析计算量大、收敛困难的问题,完成了对大型复杂结构多道焊的热弹塑性有限元分析,预测了结构的焊接变形.结果表明,在结构刚度小的部位,施加合适的支撑,能有效减小结构的焊接变形,为控制焊接变形提供了很好的理论依据.     

有限元分析模拟焊接过程中的变形和残余应力

通过应用ANSYS软件对法兰和筒体焊接过程进行模拟,介绍焊接过程中温度场、应力场的分析方法,采用"单元生死"法模拟焊缝的依次生成,利用直接法由温度场计算热应力和焊接变形,使用APDL语言进行参数化编程,并针对实际焊接过程中产生的焊接变形和焊接残余应力提出预防措施。     

基于焊接变形有限元分析的空调压缩机结构优化

建立了考虑相变的热弹塑性有限元法模型,针对敏感性参数如壳体高度、气缸材料性能、气缸与壳体接触状态以及气缸结构对压缩机焊接变形的影响进行了计算和讨论.气缸采用铸钢材料能有效降低压缩机滑片槽槽宽变形,压缩机壳体与气缸的接触状态对气缸变形有较大影响.为了提高计算效率,同时又能保证计算结果的准确性,进而采用了基于热弹塑性有限元法的固有应变法进行模拟.结果表明,固有应变法与热弹塑性有限元法及实测结果吻合较好,基于固有应变法的压缩机结构优化方法可以大大降低计算时间,这种方法可以应用于大型焊接结构的结构优化.     

西安绕城公路高架桥钢箱梁焊接变形控制技术

介绍了西安绕城公路高架桥钢箱梁在制造安装中板块、I型块单元、桥位安装中焊接变形控制措施及其焊接变形控制的效果。     

高速公路枢纽互通式立交桥钢箱梁焊接变形控制

为解决因高速公路枢纽互通式立交桥钢箱梁焊接变形成因过多、变形点位置难确定导致的控制难度大问题,提出一种考虑变形参数影响的控制方法。根据钢箱梁相关历史数据,分析发生焊接变形前后的桥轴线、板腹间距及斜坡率等关键参数变化,以计算得出变化前后差值作为变形角度和曲线参照因子。设定钢箱梁焊接变形的最大影响范围,建立控制函数,将现场钢箱梁各点位参数代入函数中求解,获得控制解与理想位置的偏离度,多次迭代逐步查找最佳控制因子,完成有效变形控制。试验数据证明,文中方法控制性能佳,控制后钢箱梁各点位移变化小,并具有较高的鲁棒性和快速收敛能力,在实际应用中价值高、适用性强。     

大跨度斜拉桥钢箱梁焊接变形的规律及控制措施

以南京长江二桥为例，介绍了大距度斜拉桥钢箱梁各种条件下焊接变形的规律，以及钢箱梁组焊中焊接变形的系统控制方法。     

船用低温高强钢三维多层焊接变形有限元模拟

低温高强钢EH36在船舶重要结构部位应用广泛.采用有限元软件,根据EH36钢热物理特性,对其焊接温度场和焊接变形进行了数值模拟.通过选择具备热和结构功能的耦合单元,应用APDL二次开发语言和生死单元技术,在三维方向上,对开坡口厚板的多层焊焊接热循环过程进行了分析,得到工件收缩变形及角变形等数据.结果表明,第一层焊接变形与第二层焊接变形大小和趋势存在差异,而后焊部位的焊接变形也不同于先焊部位.通过常见的V形坡口和U形坡口焊接变形大小的比较,在坡口截面尺寸相同的情况下,得到U形坡口焊接角变形明显小于V形坡口的结论.     

耐热钢焊接温度场的有限元模拟

基于大型有限元软件ABAQUS,对耐热钢焊接接头的温度场进行了数值模拟。计算中考虑材料物理性能随温度的变化,并运用单元激活技术模拟多道焊焊接过程。结果表明,所建立的模型可以较准确的模拟耐热钢焊接温度场。针对Cr-Mo耐热钢易于在热影响区产生Ⅳ型裂纹的现象,对热影响区的温度场进行了分析,并运用试验数据对热影响区的模拟结果进行了验证。     

焊接接头有限元模拟的研究进展

焊接过程不均匀的温度变化以及焊接缺陷的影响使焊接接头成为整个焊接结构最薄弱的环节,因此对焊接接头进行理论与实验研究在工程实践中具有重要价值和意义。近年来,焊接数值模拟技术的应用加快了研究的进展。着重介绍了利用有限元方法模拟焊接过程的方法以及研究进展,分析了有限元模拟存在的问题及未来发展。     

输电塔角钢焊接加固结构应力与变形有限元分析

针对5种不同焊接加固模式,建立了输电塔主材角钢焊接加固构件应力及变形的三维数值分析模型.依据热弹塑性理论,对不同加固模式下角钢主材焊接加固构件应力和变形进行了模拟计算,分析了其应力和变形特征,并与负载条件下计算结果进行比较,探讨了加固模式对塔材焊接加固构件应力、变形及负载能力的影响.研究结果表明,对于不同加固构件,焊缝...