大型结构焊接件热-应力耦合仿真研究

以混流式水轮机蜗壳座环焊接为主要研究对象,板厚分别为90mm的座环与36mm的蜗壳以焊接方式实现连接,实际施工过程可能长达数月甚至数年的焊接时间,对于焊接数值仿真的计算也将长达数月,如何提高计算效率是一个值得研究的问题.基于ANSYS软件和APDL语言,对大型结构蜗壳座环焊接件进行热—应力耦合仿真分析,分别设置三种仿真模型,依据盲孔法实验数据选出最佳仿真方案,结果表明每层焊道数可以作为仿真时的简化手段,但要调整材料的导热系数,而模型和焊道层数尽量避免简化,该方法为其它大型结构焊接仿真提供了可靠的仿真过程和思路,并提高了计算效率.     

蜗壳-座环连接焊缝焊接残余应力的测试与分析

蜗壳-座环连接焊缝的焊接残余应力对其抗疲劳性能有着重要的影响,目前蜗壳热处理及焊接后的残余应力测试已经成为蜗壳制造工艺中的必备检测手段。本文采用盲孔法对蜗壳-座环焊接区域的焊缝区、熔合区及热影响区的残余应力进行了测试,分析蜗壳-座环焊接残余应力的分布状况及其对构件强度的影响。结果表明:蜗壳-座环连接环焊缝因材料厚度不同和温度变化原因使得焊缝残余焊接应力呈压应力分布,同时在蜗壳-座环连接的焊缝区、熔合区及热影响区的焊接残余应力数值呈现依次递减的状态。