基于ANSYS的三維平板焊接的殘余應(yīng)力分析

2017-04-27  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

焊接結(jié)構(gòu)一個(gè)很明顯的特點(diǎn)是有較大的焊接應(yīng)力和變形。由于焊接生產(chǎn)中,絕大部分焊接方法都采用局部加熱,所以不可避免地將產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形。焊接應(yīng)力和變形不但可能引起熱裂紋、冷裂紋、脆性斷裂等工藝缺陷,而且在一定條件下將影響結(jié)構(gòu)的承載能力,如強(qiáng)度,剛度和受壓穩(wěn)定性。

模型尺寸為100×100×6,電弧在鋼板中間沿直線運(yùn)動(dòng),因此在計(jì)算時(shí)去模型的一半進(jìn)行研究。其有限元模型如圖1。本文采用間接法計(jì)算薄板的熱應(yīng)力問題,使用solid70進(jìn)行熱計(jì)算,使用solid45進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算。為了保證計(jì)算精度在靠近焊縫10mm處采用加密網(wǎng)格,網(wǎng)格大小控制在1mm,在遠(yuǎn)離焊縫處采用較疏的網(wǎng)格。

圖1平板焊接的有限元模型

其熱計(jì)算和應(yīng)力計(jì)算結(jié)果如下:

圖3 0.2s時(shí)刻的溫度場(chǎng)云圖

5s時(shí)刻的溫度場(chǎng)云圖

20s時(shí)刻的溫度場(chǎng)云圖

0.2s時(shí)刻的等效應(yīng)力云圖

5s時(shí)刻的等效應(yīng)力云圖

20s時(shí)刻的等效應(yīng)力云圖

1000s時(shí)刻的等效應(yīng)力云圖

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