基于有限元分析钢板焊接温度场的影响因素

利用ANSYS软件的APDL语言以及单元"死活"技术模拟焊接的填充过程,较好的模拟焊接加热过程及整个温度场的瞬态变化并实现了参数化编程;利用有限元分析软件ANSYS对钢板焊接温度场进行动态模拟,建立高斯函数热源模型,对各项焊接参数的合理选择和优化提供有效的参考.     

基于ANSYS的AZ31镁合金MIG焊三维温度场数值模拟

以AZ31变形镁合金为例,建立数值计算模型,利用ANSYS软件的参数化程序语言APDL编制了焊接过程三维瞬态温度场模拟分析程序,进行了有限元模拟,并与实测结果进行了对比,结果吻合良好。     

AZ31镁合金TIG氩弧焊接应力场的数值模拟

以开V形坡口镁合金薄板对接为例,利用ANSYS软件对其焊接过程进行了模拟分析。首先建立了一个三维有限元模型,并利用生死单元技术模拟实际的焊接过程,得到了焊接温度场及残余应力场的分布情况,并对结果进行了分析和讨论。同时,在相同工艺条件下完成了实际的焊接实验,并对焊接残余应力进行了测量。实测结果与计算结果比较吻合,这说明ANSYS的单元生死技术可以有效地模拟焊接过程,本方法对焊接模拟工作中各种关键问题的处理比较得当。     

基于ANSYS钢结构的焊接温度场仿真分析

本文基于有限元法,利用ANSYS软件成功地模拟316L不锈钢动态焊接过程,基于ANSYS/Mechanical模块,实现了钢结构TIG焊接过程整体温度场的模拟;根据磁流体动力学和电磁学理论,基于ANSYS/Fluent模块建立焊接电弧模型模拟了焊接熔池的温度场和速度场.为提高计算精度,定义了随温度变化的材料热物理性能参数.模拟结果发现:电弧温度场呈典型的钟罩形分布,并且在弧柱附近呈现比较平缓的变化趋势,模拟结果与许多文献中描述的实验结果基本吻合,验证了该模拟的可靠性.     

钛合金薄板激光焊接和TIG焊接残余应力数值模拟

基于有限元分析软件ANSYS，以激光焊接和TIG焊接温度场模拟为基础，对钛合金薄板的焊接残余应力进行了数值模拟，并分析了不同焊接工艺参数对激光焊接和TIG焊接残余应力分布的影响。数值模拟中考虑了材料参数的温度相关性，并与小孔释放法测试的焊接残余应力进行比较，结果表明：计算结果和测试结果吻合较好。     

800 MPa超细晶粒钢焊接过程的有限元分析

运用ANSYS有限元分析软件,针对800 MPa超细晶粒钢建立了电弧焊焊接过程的有限元模型,利用该模型对不同焊接参数下的焊接热循环过程进行了模拟,并结合实际焊接试验进行了验证。结果表明:有限元模拟焊接接头的温度分布与相同焊接参数下实际焊接试验所测得的焊接接头的温度分布一致,证明了有限元模拟的正确性;当焊接热输入量超过845 J·mm^-1时,冷却时间增速明显加快,焊接热影响区组织粗化严重。     

基于ANSYS的筒体焊接温度场有限元数值模拟

采用ANSYS有限元软件对铝合金筒体焊接的纵焊缝的温度场进行了模拟.用ANSYS有限元的APDL语言编写程序,实现了焊接移动热源的动态模拟计算;用ANSYS的自适应网络划分技术对焊件进行了合理的划分,这些为以后焊接应力应变的准确分析奠定了基础.     

瞬时液相扩散焊焊接温度场有限元模拟

在瞬时液相扩散焊焊接过程中,加热温度对焊接效果有决定性的影响。通过对增强热塑料管接头进行合理假设,在ANSYS系统中建立了三维有限元分析模型,利用ANSYS提供的热电耦合分析和瞬态温度场分析程序,对管接头焊接加热时间和瞬态温度场进行了有限元模拟,其分析结果可以为热应力分析、焊接强度分析、优化设计和实验提供一定的理论依据。     

Al2O3sf/LY12棒材半固态挤压工艺温度场的有限元模拟与分析

基于瞬态热传导问题有限元法的基本原理，建立了半固态挤压成形过程中瞬态轴对称温度场的有限元模型。结合工艺试验采用的数据，利用有限元软件ANSYS对挤压成形复合材料棒材连续过程的温度场进行了数值模拟，得出了反映该过程温度场分布和变化情况的云图。结合试验研究和模拟结果对其工艺规律进行了深入分析，为进一步设计优化工艺参数提供了理论依据。     

2219铝合金激光电弧复合焊接及其温度场的模拟

研究了在激光电弧复合焊接条件下,2219铝合金的焊接工艺参数及其温度场的变化。通过调节激光功率、焊接速度等,得到了最佳焊接工艺参数;利用ANSYS有限元软件,采用均匀分布的高斯分布热源、柱体热源与椭球热源模型相叠加的组合热源模型,对6 mm厚2219铝合金的激光-MIG复合焊接温度场进行了数值模拟。实验所得焊缝接头平均抗拉强度为155 MP,达到铝母材的51%;且数值模拟结果与焊缝截面尺寸基本一致,表明了所选热源模型可适用于2219铝合金激光-MIG复合焊接温度场的数值模拟。该研究为铝合金的激光-MIG复合焊接的工艺研究以及数值模拟提供了有益的参考。     

球罐环焊缝接头残余应力的三维非线性有限元分析

建立了球罐环焊缝焊接温度场和焊接应力应变场三维移动热源有限元分析模型,考虑了材料的热物理性能和力学性能随温度而变化,应用单元生死技术模拟焊接填充过程,模拟计算出移动热源作用下的温度场,以及以温度场为基础的环焊缝接头焊接应力应变场的分布规律:温度场结果表明,由于焊接的热输入和速度不同,以及热源加载体积不相等,每道焊接的最高温度均不相等。应力场的分析结果表明,在球罐内表面的焊缝及近缝区,呈现双向残余拉应力(经向和周向),而在外表面的对应区域,经向残余应力是压应力,周向残余应力为拉应力。     

复杂航天筒体结构件的焊接应力应变演变规律

采用有限元分析手段对复杂航天筒体结构件的纵向和环向焊缝温度场和应力场进行模拟。航天筒体焊接采用变极性等离子弧焊工艺,根据变极性等离子弧焊工艺特点使用面高斯热源和圆柱热源的组合热源模型作为变极性等离子弧焊的热源。采用ANSYS软件中ANSYS参数化设计语言(ANSYS parametric design language, APDL)编写程序,实现变极性等离子弧焊接热源在筒体结构上加载和移动,完成四道纵缝和两道环缝的焊接热力过程仿真。通过对模拟结果分析,解释复杂筒体焊接应力应变的演变过程。发现在焊接过程中纵缝两端有明显的应力-应变释放,交叉部位的变形直接影响到结构整体的尺寸精度。     

蒸汽发生器管子管板内角环焊残余应力数值模拟研究

应用ANSYS有限元软件,对核电蒸汽发生器管子管板内角环焊残余应力进行数值模拟研究。在研究中,建立三维有限元模型,基于ANSYS参数化设计语言实现带状温度热源的逐步加载和计算,得到焊接接头处残余应力分布规律,分析相邻管子先后焊接对焊接区残余应力的影响,并模拟出不同热处理温度下的残余应力。研究结果表明,管子管板焊接最大径向和环向残余应力出现在焊缝熔合区,最大轴向残余应力出现在管子内表面热影响区。相邻管子先后进行焊接时,后焊管子温度场的作用会使先焊管子焊接区域的残余应力减小。当热处理温度为600℃时,可以有效减小焊接区的残余应力。     

工艺参数对筒体纵向焊接残余应力影响的模拟研究

针对某公司生产的首次应用到核电上的SA508—3钢,为了得到简体上各区域残余应力大小及分布规律,定量地分析工艺参数对残余应力的影响,有效地控制焊接质量,采用ANSYS有限元建立60mm厚简体三维模型,模拟纵向焊接过程残余应力的变化。结果表明：工艺参数变化只对焊缝内、外表面中心区域以及焊缝沿厚度方向上的纵向残余应力影响比较大,焊接速度和焊接电压对残余应力曲线上的锯齿型波动产生的影响比较明显;焊接速度对残余变形的变化幅度影响最大,焊接速度与另外两个参数对残余变形影响的趋势相反。     

焊接顺序对混流式水轮机转轮焊接应力的影响

在解决叶片与上冠或下环之间的热传导问题以及焊接热源沿任意空间路径移动的加载问题的基础上,对混流式水轮机转轮焊接过程的温度场与应力场进行了数值模拟。结果表明,叶片焊后残余拉应力场出现在焊缝及其附近区域,并且应力峰值出现在焊缝区域的叶片出水边处。同时,不同焊接顺序的转轮残余拉应力峰值的对比表明,焊缝两侧金属在焊接过程中填充的越均匀,残余拉应力的峰值越小。     

分体式捣镐的焊接有限元模拟

介绍了铁路捣固车的工作原理、捣镐的失效形式以及国内外捣镐的特点和使用寿命。选择分体式捣镐为研究对象,运用ANSYS对捣镐的焊接过程进行模拟。采用高斯热源模型进行了焊接温度场数值模拟,通过ANSYS的APDL命令流、动态填充热流密度表,方便地实现了移动热源的加载,得到了焊接温度场和残余应力场分布数据,较好地模拟了实际焊接过程。仿真结果符合已有的焊接过程残余应力产生理论,验证了仿真过程的正确性。     

基于ANSYS的熔石英玻璃激光焊接工艺研究

采用ANSYS软件的数值模拟计算,对石英玻璃在激光焊接时的温度场分布进行了仿真分析,获取了熔石英玻璃实现CO2激光焊接的工艺参数,结果显示,4W的激光功率、0.1 mm的激光光斑半径以及0.5 mm/s的激光移动速度能够实现石英玻璃薄片的焊接。     

SiC_p/101Al复合材料电子束焊接接头温度场对其显微组织的影响

采用ANSYS有限元分析软件对SiCp/101Al复合材料电子束焊接时接头的温度场进行了数值模拟,在此基础上对接头显微组织中Al4C3脆性相生成数量进行了分析.结果表明:采用双椭球热源模型可准确地模拟出电子束焊接接头的温度场;焊接时表面熔池近似为圆形,内部呈上宽下窄的锥形;在保证接头焊透的前提下,适当提高焊接速度或减小电子束输入功率,可在一定程度上减少接头组织中Al4C3脆性相的数量.     

基于ANSYS的FeCrAl合金真空扩散焊模拟

运用有限元分析软件ANSYS的APDL语言,编写了电热合金材料FeCrAl的真空扩散焊过程的数值模拟程序。建立了真空扩散焊过程中三维热一结构耦合场有限元计算模型,对给定温度下施加不同的压力载荷,计算该组耦合场模型焊接过程中应力应变分布。通过比较这些模型的应力应变分布得出最佳的温度、压力参数组合。摸索出最佳固相直接真空扩散焊的焊接工艺参数为焊件施压7MPa,950℃保温30min,1000℃保温20min,停止加热后卸压,随炉冷却。焊后试件的气密性试验及微观晶相组织显示,该工艺参数获得了良好的焊接接头质量。