1.1 焊接变形与焊接应力
焊接时,加热和冷却循环总会导致一定程度的变形,焊接变形对尺寸稳定性以及结构力学性能都有很大的影响,控制焊接变形在焊接加工中是一个关键的任务。
当心生活中的核辐射
在钢结构焊接中,焊接工艺会使构件温度场产生不均匀变化,从而在构件中产生复杂的残余应力分布。残余应力是一种自相平衡的力系,当构件承受荷载时,如受拉、受压等,荷载引起的应力将与截面残余应力相叠加,从而使构件某些部位提前达到屈服强度,并发生塑性变形,故会严重降低构件的刚度和稳定性以及结构疲劳强度。对构件进行焊接,在焊件上产生局部高温的不均匀温度场,焊接中心处温度可达1600℃,高温区的钢材会发生较大程度的膨胀伸长,但受到相邻钢材的约束,从而在焊件引起较高的温度应力,并在焊接过程中,随时间和温度而不断变化,称其为焊接应力。焊接应力较高的部位,甚至将达到钢材的屈服强度而发生塑性变形,因而钢材冷却后将有残存于焊件的应力,称为焊接残余应力。并且在冷却过程中,钢材由于不能自由收缩,海恩法则而受到拉伸,于是焊件中出现了一个与焊件加热方向大致相反的应力场。
1.2 Ansys有限元焊接分析
为通过对焊接过程的三维有限元模拟分析以及焊接后构件变形及残余应力分布分析,为评估焊接对焊件的影响提供更加合理、有效、可靠的分析数据,并为焊接工艺提供一定的指导,为采用的焊接过程提供一定的分析依据,采用大型有限元计算软件Ansys作为分析工具对焊接过程与焊件的变形与残余应力进行了分析。
高压油管ANSYS有2石油学报 石油加工种方式来考虑热分析与力学分析之间的耦合,即直接耦合和间接耦合。
易服癖间接耦合法的处理思路为先进行温度场的模拟,然后将求出的结点温度作为体载荷施加在结构中,计算焊接残余应力与变形。即:
波波射
(1)使用热分析的手段进行热分析,根据需要可采用瞬态分析与稳态分析模型,此处为瞬态分析。
(2)重新进入前处理中,将热分析单元转换为相应的结构分析单元,设置结构分析中材料属性,如弹性模量、泊松比、热膨胀系数等。