不銹鋼點(diǎn)焊接頭焊接變形數(shù)值模擬分析.pdf

1、本文針對不銹鋼電阻點(diǎn)焊接頭焊接變形問題進(jìn)行了研究，采用順序耦合方式實(shí)現(xiàn)了多物理場的耦合模擬分析，在此基礎(chǔ)上最終實(shí)現(xiàn)了利用固有應(yīng)變法預(yù)測不銹鋼電阻點(diǎn)焊接頭焊接變形結(jié)果。 本文首先建立二維對稱結(jié)構(gòu)模型，用于不銹鋼電阻點(diǎn)焊預(yù)壓接觸分析。通過接觸預(yù)壓分析得到：接觸面上接觸壓力峰值接近電極端面邊緣處，隨著電極壓力的增大，接觸面上的壓力也逐漸增大，壓力峰值出現(xiàn)位置基本一致；貼合面上接觸壓力峰值點(diǎn)的徑向坐標(biāo)小于電極端面邊緣處的徑向坐標(biāo)，隨著電

2、極壓力的增加，貼合面壓力也隨之增大，貼合面壓力峰值出現(xiàn)的位置向?qū)ΨQ軸靠近。通過數(shù)值模擬獲得了不銹鋼電阻點(diǎn)焊貼合面的初始導(dǎo)電區(qū)域，為熔核形成過程的熱電耦合分析奠定基礎(chǔ)。 以預(yù)壓接觸分析為基礎(chǔ)建立熱電耦合分析模型，將接觸面和結(jié)合面的接觸電阻簡化為溫度的函數(shù)，考慮隨溫度變化的材料熱物理性能參數(shù)，分別對等厚度和不等厚度不銹鋼薄板電阻點(diǎn)焊過程的瞬態(tài)溫度場進(jìn)行了分析。通過熱電耦合分析得到：焊核的形成過程、溫度場分布、電勢分布以及因板厚不同造

3、成焊核向厚板一側(cè)偏移的結(jié)果，與實(shí)際的焊接結(jié)果相吻合。溫度場分析結(jié)果可作為隨后熱力耦合分析的初始載荷， 以熱電耦合分析為基礎(chǔ)建立熱力耦合分析模型，分別對等厚度和不等厚度薄板點(diǎn)焊過程進(jìn)行分析。通過熱力耦合分析得到：在等厚度點(diǎn)焊過程中，由于模型的對稱性，應(yīng)變和變形都是對稱分布的；在不等厚度點(diǎn)焊過程中，由于模型不對稱，應(yīng)變和變形都是不對稱分布的，并詳細(xì)分析了各參數(shù)對焊接變形的影響，為采用固有應(yīng)變法分析點(diǎn)焊變形奠定了基礎(chǔ)。 以熱力

4、耦合分析結(jié)果為基礎(chǔ)，引入固有應(yīng)變法分析焊接變形。首先將固有應(yīng)變法應(yīng)用于縫焊分析過程中，證明固有應(yīng)變的可靠性。然后將固有應(yīng)變法引入對點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)焊接變形分析中，從二維到三維、從單點(diǎn)到多點(diǎn)，逐步深入。采用等強(qiáng)度設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)典型多焊點(diǎn)點(diǎn)焊接頭，應(yīng)用固有應(yīng)變法模擬分析焊接變形。分析得出：多焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)的變形量不是各單個(gè)焊點(diǎn)變形量的簡單線性疊；在多焊點(diǎn)點(diǎn)焊接頭中，點(diǎn)距越小、焊接變形逐漸變大，點(diǎn)距越大、焊接變形越??；列距越大、焊接變形逐漸變小，列距越小、