矩形管焊接残余应力的分析与研究

论文摘要

本文对焊接矩形管焊接残余应力的大小及分布情况进行了研究,是在前人相关的试验和模拟的基础上,采用ANSYS软件进行模拟研究的。具体内容如下:1、探讨了ANSYS在模拟焊接残余应力时遇到的一些主要问题,如单元类型的确定、本够关系的选取、网格划分密度、加强收敛的方法等,并确定了本文所采用的方法。2、以双槽钢焊接为主要研究对象,研究了不同截面尺寸,不同长度,不同焊接顺序以及不同约束条件等参数对焊后的温度大小和分布的影响以及焊接残余应力的大小和分布的影响。3、本文通过ANSYS软件计算得出焊缝处各点的温度变化情况,并将模拟结果与解析解进行了比较,结果表明模拟结果与解析结果基本上一致。4、本文通过模拟对焊接残余应力进行了研究,介绍了残余应力的计算方法,得出了焊件不同部位的等效残余应力、纵向残余应力和横向残余应力,得出了一些有意义的结论以供工程参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 焊接残余应力残余变形的文献综述
• 1.2.1 焊接残余应力的概念
• 1.2.2 焊接残余应力产生的原因
• 1.2.3 焊接残余应力的测量
• 1.2.4 焊接残余应力的消除
• 1.2.5 焊接残余应力对断裂的影响
• 1.2.6 焊接残余变形的基本类型
• 1.3 焊接残余应力和变形的国内外研究现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第二章 焊接过程的有限元分析过程
• 2.1 焊接过程有限元分析特点
• 2.2 焊接有限元模型的简化
• 2.3 焊接温度场的分析理论
• 2.3.1 焊接传热的基本形式
• 2.3.2 焊接传热的基本定律
• 2.3.3 有限元基本方程
• 2.3.4 非线性瞬态热传导的有限元分析
• 2.3.5 焊接热源模型
• 2.4 焊接应力和变形的分析理论
• 2.4.1 塑性理论
• 2.4.2 热弹塑性基本理论
• 2.5 高速移动热源的解析解
• 第三章 基于ANSYS的模拟计算过程
• 3.1 温度场的计算
• 3.1.1 前处理
• 3.1.2 施加载荷和求解
• 3.1.3 后处理
• 3.2 应力场的计算
• 3.2.1 前处理
• 3.2.2 施加载荷和求解
• 3.2.3 后处理
• 第四章 矩形管焊接温度场的计算
• 4.1 材料热物理性能
• 4.2 温度场的计算
• 4.2.1 前处理
• 4.2.2 载荷施加和求解
• 4.2.3 后处理过程及分析
• 4.2.4 模拟结果与解析解的比较
• 第五章 矩形管焊接应力场的计算
• 5.1 应力场的计算
• 5.1.1 前处理
• 5.1.2 载荷的施加
• 5.1.3 计算结果及后处理分析
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果