預(yù)測焊接變形數(shù)值方法的研究及其應(yīng)用.pdf

1、本論文首先比較了幾種預(yù)測焊接變形的數(shù)值方法。以一個(gè)T型梁為例，分別使用解析法、熱彈塑性法、固有應(yīng)變法等計(jì)算其焊接變形。這幾種預(yù)測焊接變形數(shù)值方法的計(jì)算結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)都比較接近，因而是可靠的。并在此基礎(chǔ)上，對這幾種方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍進(jìn)行了比較和總結(jié)。 本論文著重對固有應(yīng)變方法進(jìn)行了研究，在考慮構(gòu)件幾何尺寸影響的基礎(chǔ)上，建立了一系列板厚不同的平板堆焊焊接模型，焊接熱源采用高斯熱源分布，研究了焊接縱向殘余塑變與焊接熱源的線能量、板

2、厚的關(guān)系。給出了縱向殘余塑變的估算公式W<,x>=Kq<,v>中的K值(am<'3>／J)的取值公式： 當(dāng)q<,v>／F<628(J／am<'3>)時(shí)，K值取為常數(shù)，就能符合焊接的實(shí)際情況。這一點(diǎn)已經(jīng)由大量的算例和理論研究證明。一般來講，K取為7.5E-07～8.6E-07范圍之間，對于普通低碳鋼和低合金鋼制作的剛性較大的焊接結(jié)構(gòu)，都比較合適。當(dāng)q<,v>／F7628(J／cm<'3>)時(shí)，K值就不再是一個(gè)獨(dú)立于焊接規(guī)范的常數(shù)。

3、對應(yīng)于不同的q<,v>／F(J／cm<'3>)值，可以從上公式中得到相應(yīng)的K值。上述K值曲線跟使用解析法計(jì)算的結(jié)果和一些實(shí)驗(yàn)實(shí)測值相一致。 此外，本論文還研究了剛性固定法的應(yīng)用。剛性固定法對于T型梁 焊接角變形的修正有一定的效果，本論文給出了T型梁焊接過程中剛性固定的外力載荷大小與角變形的關(guān)系，外力與角變形近似成線性關(guān)系： y=0.01206-(3.21808E-8)*x (y為角變形／Rad，x為外力／N

4、)為梁角變形的矯正提供了定量依據(jù)。 對于橫截面較大，焊縫截面較小的梁，剛性固定方法對于梁截面慣性矩的削弱較小，因此剛性固定法對于梁撓曲變形的修正效果不明顯，在本論文T型梁的算例中，剛性固定的外力載荷大小與撓度的關(guān)系可以表示為下式： y=(-8.18363E.7)*x+0.20667 (x為外力／N，y為撓度／mm) 這時(shí)需要采用較大的力進(jìn)行彈性反變形，來修正梁的撓度變形。 最后應(yīng)用固有應(yīng)變方法分析