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    巴氏合金搭接接頭焊接殘余應力與變形的模擬
    作者:巴氏合金 發布日期:2015-9-22 9:14:54  點擊:2174

      黑龙江11选5开奖结搭接接頭焊接殘余應力與變形的模擬,近年來,隨著計算機技術的發展及有限元理論的日臻成熟,有限元計算方法在焊接領域的應用也越來越普及。國內外學者對薄板搭接接頭焊接殘余應力的有限元模擬做了一些研究。周口環宇金屬科技有限公司基于有限元分析軟件,以巴氏合金為研究對象,開發了使用于巴氏合金薄板焊接接頭的焊接殘余應力與變形的有限元計算方法。計算并分析了其焊接溫度場及焊后殘余應力與變形情況,為巴氏合金薄板搭接接頭的焊接溫度場、殘余應力與變形的進一步分析提供理論依據,促進有限元分析技術在焊接中的應用。

     

    巴氏合金焊接接頭

     

      一、焊接過程物理模型的建

     

      1.三維有限元模型的建立

     

      以搭接接頭焊件為研究對象,焊縫為角焊縫。母材為巴氏合金,焊件尺寸為:試板1為200mm*100mm*2mm;試板2為200mm*100mm*2mm。焊接方法為MIG焊,焊接電流140A,焊接電壓10V,焊接速度為2mm/s。在分析中,采用熱-力順序耦合來進行有限元分析,有限元計算模型及網格劃分,采用三維八節點六面體單元來計算溫度場和應力場,模型中節點總數為28381,單元總數為17600。網格劃分時,為平衡考慮計算精度和計算時間的問題,在巴氏合金焊縫及其附近區域有限元網格劃分得較密,而在遠離焊接區域網格劃分得相對較稀。

     

      2.力學模型

     

      在巴氏合金力學計算模型中,以溫度場的計算結果作為熱載荷加載到熱-彈-塑性有限元模型中進行焊接殘余應力和變形的計算。由于巴氏合金材料的加工硬化效果不明顯,所以忽略了加工硬化的影響。設定的力學邊界條件用來防止巴氏合金模型發生剛位體移。

     

      二、數值模擬結果及分析

     

      在距離巴氏合金焊縫中心不同的點,焊接熱循環曲線不同。離巴氏合金焊縫越近的點,加熱速度越快,峰值溫度越高,冷卻速度也較快。在巴氏合金搭接接頭處焊接殘余應力存在一定的波動,且縱向殘余應力的峰值明顯大于橫向殘余應力的峰值。明顯看到搭接的兩個巴氏合金試板呈現出不同的變形特征,這可能是由于兩個巴氏合金試板不在同一水平線上所致。

     

      周口環宇金屬科技有限公司基于有限元分析軟件,開發了用于模擬巴氏合金薄板搭接接頭溫度場、應力場和應變場的熱-彈-塑性有限元計算方法。結果表明,應力分布在巴氏合金接頭處出現一定的波動,這是由巴氏合金搭接接頭的接頭形式決定的。與此同時,由于巴氏合金薄板的剛度小,焊件產生較大的變形,且兩邊的巴氏合金試件呈現出不同的變形形式。

     

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