基于SYSWELD TIG焊數(shù)值模擬.pdf

1、某航空發(fā)動機一關鍵構件存在多條焊縫，采用TIG焊接，由于該構件結構和焊接工藝的復雜性，焊接過程易出現(xiàn)焊接殘余應力大、變形量大等問題，通過常規(guī)的試驗方法以獲得較小的焊接殘余應力和變形量，工作量巨大且不切實際。采用有限元軟件進行數(shù)值模擬可以達到優(yōu)化其工藝過程，深入了解該焊接過程發(fā)生的復雜現(xiàn)象及控制焊接質量目的，因此本文采用SYSWELD有限元軟件對其焊接過程進行數(shù)值模擬具有重要的意義。
　　本文研究的構件所采用材料為GH4169，首先

2、討論了GH4169材料庫的建立與二次開發(fā)，熱源的二次開發(fā)；其次根據(jù)構件焊接接頭的特點選擇了T型接頭作為局部焊接接頭，通過考察局部T型接頭焊后變形量的變化，對焊接工藝參數(shù)進行了優(yōu)化，并將此優(yōu)化的焊接工藝參數(shù)用于模擬整個構件的熱源參數(shù)；依據(jù)焊接裝配原則對該構件的焊接順序進行了討論與優(yōu)化，確定了兩種較優(yōu)的方案，獲得并探討了兩種方案下的模擬結果。
　　通過SYSWELD后處理獲得該模型焊接溫度場分布云圖，同時給出了焊縫中心線的熱循環(huán)曲線及

3、垂直于焊縫中心線方向上的熱循環(huán)曲線，分析了溫度場的動態(tài)演變過程及產生機理。結果表明準穩(wěn)態(tài)下的焊縫附近最大加熱速率和和最大冷卻速率相同，焊接溫度場在垂直于焊縫中心線方向上分布與相關文獻一致；通過應力場分布云圖獲得了應力場動態(tài)演變過程及分布規(guī)律，并對其應力產生原因進行了分析，發(fā)現(xiàn)在構件的約束部位區(qū)域應力極大，而構件邊緣以及焊縫中心線部分區(qū)域的應力極??；通過對變形量分布云圖的分析，了解了變形量的大小及分布情況，小圓筒邊緣的變形量最大，方案1最