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1、現(xiàn)代造船行業(yè)中,6mm及以下焊接薄板結(jié)構(gòu)被大量地應(yīng)用于船舶上層建筑及一些滾裝船的汽車甲板上。薄板結(jié)構(gòu)的焊接變形是焊接領(lǐng)域亟需解決的一大難題。
焊接變形通常是由多種因素共同作用而引起的,而且涉及電弧物理、傳熱學(xué)、冶金學(xué)、力學(xué)等多門學(xué)科,情況復(fù)雜而且難于預(yù)測(cè)。隨著近年我國(guó)造船業(yè)的快速發(fā)展,靠累積經(jīng)驗(yàn)來控制焊接中的殘余變形的傳統(tǒng)方法已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際生產(chǎn)要求。因而,我們有必要深入研究焊接變形的原理,從理論上指導(dǎo)焊接生產(chǎn)實(shí)踐。
2、 對(duì)焊接變形的預(yù)測(cè)與計(jì)算始于上世紀(jì)二三十年代,但是,直到計(jì)算機(jī)技術(shù)被推廣普及,大型有限元軟件得以開發(fā)使用,使用計(jì)算方法模擬復(fù)雜焊接過程才成為可能。在制造業(yè),采用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)可以使材料利用率增加25%,生產(chǎn)成本節(jié)省30%,從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到實(shí)際投產(chǎn)的時(shí)間縮短40%,因此,計(jì)算機(jī)模擬為焊接技術(shù)的科學(xué)發(fā)展創(chuàng)造了有力的條件。
焊接是一個(gè)局部瞬時(shí)加熱并隨后自然冷卻的熱過程。在焊接過程中,溫度迅速而劇烈的變化不但影響著金屬焊縫的組織,而且對(duì)
3、接頭的力學(xué)性能和焊后的殘余變形也有很大作用。因而研究焊接溫度場(chǎng)的變化具有很現(xiàn)實(shí)的意義。
本文在研究過程中,運(yùn)用大型通用有限元軟件ANSYS中的熱力學(xué)模塊,基于陶質(zhì)襯墊CO2氣體保護(hù)焊工藝試驗(yàn)實(shí)例,以兩塊等尺寸6(mm)厚鋼板的陶瓷襯墊單面對(duì)接平焊工藝作為對(duì)比研究對(duì)象,進(jìn)行了薄板單面焊接溫度場(chǎng)的三維數(shù)值模擬。在數(shù)值模擬中利用參數(shù)化編程語言(APDL)實(shí)現(xiàn)熱源沿焊縫的移動(dòng)(第二次焊接從第一次焊接起始位置開始);采用單元“死生”技術(shù)
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