升船机卷筒轮毂焊接残余应力数值模拟

焊接后钢材焊接残余应力的变化易导致其结构产生变形，为了提高升船机卷筒轮毂的焊接质量，文中对焊接残余应力展开数值模拟分析。在确定卷筒轮毂的物理参数和焊接工艺后，利用Ansys有限元软件构建卷筒轮毂有限元模型，确定模型的单元数量后划分网格。然后利用有限元软件计算轮毂温度场及焊接残余应力。数值模拟结果显示：升船机卷筒轮毂焊缝及热影响区的温度在861～1 561℃之间，该数值模拟结果接近实际测量结果；在x方向上，轮毂的焊接残余应力主要在焊缝与热影响区分布，峰值应力为491 MPa;在y方向上，焊接残余应力峰值为265 MPa,越靠近焊缝，焊接残余应力越大；焊接退热后，卷筒轮毂焊缝及热影响区的焊接残余应力上升，撤除约束会释放焊接残余应力，同时导致升船机卷筒轮毂产生少量变形，但不会导致升船机卷筒轮毂产生裂纹。