基于ANSYS的高頻焊管參數(shù)化模擬及其應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)研究.pdf

1、隨著高頻焊管在石油天然氣工業(yè)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,如何提高高頻焊管的質(zhì)量以及高頻焊管在實(shí)際應(yīng)用中的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)成為了研究熱點(diǎn)。本文根據(jù)ANSYS有限元分析軟件,主要做了以下三方面的工作:
　　 (1)為提高直縫焊管的質(zhì)量,重點(diǎn)研究了在高頻感應(yīng)加熱中高頻焊接主要控制參數(shù)焊接速度V,焊接電流I和焊管厚度H對(duì)焊縫溫度場(chǎng)的影響。依據(jù)高頻焊接過(guò)程中的熱源方程,利用ANSYS有限元熱分析模塊,建立適當(dāng)?shù)木€熱源模型,編寫APDL程序。通過(guò)對(duì)

2、焊接速度,焊接電流與焊管厚度參數(shù)的調(diào)節(jié),得到在不同參數(shù)條件下的焊縫溫度場(chǎng)分布規(guī)律。對(duì)金洲集團(tuán)Φ219mm高頻焊接機(jī)組在其中一組參數(shù)情況下的焊縫溫度場(chǎng)進(jìn)行了測(cè)溫,結(jié)果發(fā)現(xiàn)模擬溫度場(chǎng)與實(shí)際溫度場(chǎng)是基本一致的。
　　 (2)在高頻焊管生產(chǎn)過(guò)程中,消除因高頻焊接造成的焊管殘余應(yīng)力是一項(xiàng)重要的工序,預(yù)先得出焊管殘余應(yīng)力場(chǎng)。對(duì)于消除焊管殘余應(yīng)力具有指導(dǎo)意義。以金洲集團(tuán)Φ219mm管子為例,利用ANSYS參數(shù)化語(yǔ)言APDL,建立高頻焊管的有限

3、元模型,采用高頻焊接線熱源模型進(jìn)行計(jì)算,同時(shí)考慮高頻焊管有限元模型的熱邊界條件及物理結(jié)構(gòu)約束,從而獲得了高頻焊管在焊接過(guò)程中三維應(yīng)力場(chǎng)及位移場(chǎng)。通過(guò)對(duì)有限元模擬結(jié)果的分析,可以從理論上得出焊管在進(jìn)行消除殘余應(yīng)力工序前的應(yīng)力和位移分布。
　　 (3)化工原料的輸送是進(jìn)行化工生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),這些原料通常采用焊管運(yùn)輸。而評(píng)價(jià)焊管質(zhì)量好壞的一個(gè)重要指標(biāo)是焊管內(nèi)外壁所能承受的溫度差。仍然以金洲集團(tuán)Φ219mm管子為例,利用ANSYS有限元