挖掘機動臂焊接殘余應力與變形規(guī)律數(shù)值模擬研究.pdf

1、動臂是挖掘機的主要焊接結(jié)構件，在焊接過程中由于劇烈的非均勻加熱和冷卻，勢必產(chǎn)生不可忽略的殘余變形和殘余應力。焊接殘余應力和殘余變形嚴重影響著結(jié)構設計的準確性和結(jié)構可靠性。因此，科學、系統(tǒng)、定量的預測進而控制殘余變形和殘余應力就顯得尤為重要。
　　本文基于分段化思想，建立了以焊縫等效溫度為控制參數(shù)的分段移動溫控型體熱源模型，并利用Q345B平板對接焊模型對其進行模擬驗證。同時，以計算時間、計算精度為基準，基于不同網(wǎng)格尺寸，對分段移動

2、溫控型熱源、逐點移動雙橢球體熱源、分段移動雙橢球體熱源三種熱源模型的計算效率進行對比分析。結(jié)果表明，本文提出的分段移動溫控型體熱源模型所獲得的殘余應力和變形與逐點移動雙橢球體熱源模擬結(jié)果趨勢一致，其計算精度與分段移動雙橢球體熱源相當，但計算效率更高，在復雜結(jié)構件上的使用效果更突出。
　　建立了以熱循環(huán)曲線為控制參數(shù)的分段移動溫控式組合型熱源模型，以熔池橫截面形貌特征為研究對象，分別對逐點移動組合型熱源、分段移動組合型熱源(常量型)

3、、分段移動組合型熱源(變量型)以及分段移動溫控式組合型熱源進行模擬計算，對獲得的橫截面溫度場進行比較分析。結(jié)果表明，采用分段移動溫控式組合型熱源模擬計算獲得的焊縫橫截面熔池幾何形態(tài)與物理實驗所獲得的熔池幾何形態(tài)比較接近，相較于其他熱源模型計算效率更高。
　　采用以熱循環(huán)曲線為控制參數(shù)的分段移動溫控式組合型熱源模型作為焊接熱源，利用一系列加速收斂、減少增量步數(shù)等技術，在保證高精度的前提下，高效的完成了挖掘機動臂熱彈塑性有限元分析，預