16MnR鋼厚板焊接溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、焊接溫度場(chǎng)的準(zhǔn)確計(jì)算或測(cè)量，是進(jìn)行焊接冶金分析、焊接應(yīng)力、應(yīng)變分析的前提。近年來，隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件和有限元法計(jì)算的發(fā)展，焊接溫度場(chǎng)的三維數(shù)值模擬研究已經(jīng)引起了廣大研究學(xué)者的關(guān)注。 本文運(yùn)用大型通用有限元分析軟件ANSYS作為計(jì)算工具，基于埋弧自動(dòng)焊工藝，以兩塊等尺寸1000×400×60（mm）的16MnR鋼厚板對(duì)接焊作為研究對(duì)象，對(duì)其焊接過程的溫度場(chǎng)分布進(jìn)行三維數(shù)值模擬。由于厚板的焊接過程中通常采用多層多道、預(yù)制坡口的焊接方

2、式施行，本文對(duì)兩塊等尺寸厚板采取開60°坡口進(jìn)行單面對(duì)接焊，在ANSYS前處理中建立了10層、17道次的焊接幾何模型；同時(shí)，為了保證焊縫附近高溫區(qū)域得到精確的溫度分布，采取了焊縫附近網(wǎng)格尺寸較小、遠(yuǎn)離焊縫的區(qū)域逐漸增大的方法對(duì)模型劃分網(wǎng)格；通過運(yùn)用ANSYS參數(shù)化編程語言APDL及生死單元技術(shù)，編制出可控制焊料逐步填充焊縫的程序；同時(shí)采用單元生熱率的方式作為焊接熱輸入施加熱載荷；通過加大邊界散熱系數(shù)來綜合考慮焊板的輻射與對(duì)流換熱的影響；