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中厚板焊接过程温度场和应力应变场的三维数值模拟

专 业: 材料加工工程
关键词: 焊接 有限元分析 数值模拟 ANSYS 温度场 应力应变场
分类号: TG40
形 态: 共 76 页 约 49,780 个字 约 2.381 M内容
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内容摘要


该课题对中厚板大型构件如船体、大型钢结构焊接过程中温度场和应力应变场的有限元分析问题进行了研究。

工作以平板中间堆焊问题为例,其有限元分析基于大型通用有限元计算软件ANSYS平台完成。

该文从有限元分析中的建模、温度场分析、应力应变场分析三个方面对中厚板焊接过程的三维数值模拟进行了阐述。

建模方面,该课题采用两种单元结合以获得焊缝处细密、远离焊缝处粗略的不均匀网格。

出于热载荷移动的要求,针对该课题采用的参数输入方法,设计出一种算法,自动控制网格大小等于或尽量接近焊缝总长的整数分之一,解决了模拟焊接热源移动中加载不均匀的问题。

温度场分析时,为便于试验研究,平板沿中心线开了一道深1mm的坡口,针对这一实际情况,采用高斯分布的表面热源和厚度方向的热源相结合的方案见图3.6,获得了满意的结果。

在加载过程中采用余量控制法,保证了根据坐标来选择节点的精确性。

对设计的程序用在焊接模拟的通用性上作了一定的尝试:

设定了一系列形参,如焊接电压、电流、焊接速度等,可以方便的修改有关焊接工艺,并设计了交互式界面……

全文目录


文摘
英文文摘
1绪论
1.1焊接过程当中的计算机模拟技术
1.2有限元概述
1.3本课题意义
2建模
2.1定义单元类型
2.2定义材料属性
2.3建立几何模型
2.4网格划分
2.5生死单元
3温度场解析
3.1基本理论
3.2热源模型
3.3潜热处理
3.4加载和求解
3.5求解结果
4应力应变场解析
4.1基本理论
4.2基本过程
4.3结构非线性分析
4.4求解结果
5结束语
5.1总结
5.2误差分析
5.3几点体会
5.4展望
参考文献
附录2:试验整体描述
附录3:一些网络资源

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中图分类: > TG40 > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 焊接、金属切割及金属粘接 > 焊接一般性问题

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