論焊接應(yīng)力變形論-文庫(kù)吧
2024-12-24 10:59 本頁(yè)面
【正文】 性變形。 ” 究竟是傳統(tǒng)的殘余壓縮塑性應(yīng)變理論正確還是王者昌研究員的觀點(diǎn)正確，現(xiàn)以低碳鋼對(duì)接焊縫的數(shù)值模擬來(lái)分析和驗(yàn)證焊縫的殘余應(yīng)力和殘余壓縮塑性應(yīng)變的正確性。 對(duì)接焊縫的數(shù)值模擬 過(guò)去人們?cè)谘芯亢附討?yīng)力與應(yīng)變方面大多采用解析法，但是由于該方法是基于平截面假設(shè)的前提下，并簡(jiǎn)化了諸多條件和因素，進(jìn)行了多種假設(shè)后而進(jìn)行的計(jì)算，掩蓋了許多現(xiàn)象，伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在焊接研究中的廣泛應(yīng)用，以數(shù)值模擬的方法來(lái)分析焊接應(yīng)力應(yīng)變及預(yù)測(cè)焊接變 形已經(jīng)成為了一種主要手段，雖然焊接數(shù)值模擬技術(shù)是從解析法發(fā)展起來(lái)的，但其可以定量地分析焊接行為的整個(gè)動(dòng)態(tài)變化，能夠近于準(zhǔn)確地演示熱彈塑性應(yīng)力和應(yīng)變非線性變化的復(fù)雜變化過(guò)程，由于數(shù)值模擬技術(shù)在近 30 年來(lái)取得的進(jìn)展及在研究焊接問(wèn)題上受到的認(rèn)可，現(xiàn)在就采用數(shù)值模擬的方法來(lái)分析一下熔化焊焊縫及近縫區(qū)應(yīng)力和應(yīng)變情況。 傳統(tǒng)的殘余壓縮塑性應(yīng)變的觀點(diǎn)一直假設(shè)是線熱源對(duì)焊縫一起加熱或認(rèn)為焊縫本身作為待熔化金屬的一部分，焊接不過(guò)是在已存在的焊縫上面加熱而并不熔化來(lái)研究焊縫的應(yīng)力和應(yīng)變問(wèn)題，0 圖 1 低碳鋼板焊接縱向應(yīng)力應(yīng)變分布 Fig. 1 Longitudinal stress and strain distribution patterns 從而使得出的殘余壓縮塑性應(yīng)變理論受到 了質(zhì)疑，新觀點(diǎn)認(rèn)為加熱了卻不熔化，這種過(guò)程不能稱(chēng)為焊接，即提出了必須考慮實(shí)際焊接情況，因此有了焊接應(yīng)力與應(yīng)變問(wèn)題上的爭(zhēng)議，問(wèn)題的提出很有實(shí)際意義，為了驗(yàn)證熔化焊焊縫及近縫區(qū)在焊接過(guò)程中應(yīng)力和應(yīng)變情況，對(duì)薄板熔焊對(duì)接接頭進(jìn)行了數(shù)值模擬，模擬試件材料采用 Q235 鋼作為焊接母材，尺寸為 5001603mm ，應(yīng)用的模擬軟件為 ，因焊接接頭的幾何對(duì)稱(chēng)性，取寬度方向一半建立有限元模型。焊縫及近縫區(qū)網(wǎng)格劃分較密，而遠(yuǎn)離焊縫的母材邊緣網(wǎng)格變疏，共 24743 個(gè)節(jié)點(diǎn)， 16000 個(gè)單元，模型見(jiàn)圖 2。力學(xué)分析中，由 于結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性，不允許垂直于對(duì)稱(chēng)平面的位移，其它約束的施加防止剛體轉(zhuǎn)動(dòng)即可。因?yàn)楹附舆^(guò)程的復(fù)雜性，采用小位移、小應(yīng)變的彈塑性增量理論進(jìn)行焊接殘余應(yīng)力的計(jì)算。材料的物性參數(shù)與力學(xué)參數(shù)隨溫度而變，屬于材料非線性。材料的屈服判據(jù)用 Von Mises 屈服準(zhǔn)則，塑性區(qū)上的行為服從流變法則，同時(shí)假設(shè) :材料各向同性 。不考慮粘性和蠕變的影響。材料遵循線性硬化模式 [4]。從圖 3 可以 圖 2 有限元模型 Fig2. finite element model of welding joint 圖 3. 冷卻后焊接接頭的縱向塑 性應(yīng)變 Fig3. longitudinal plastic strain of weld joint after cooling 看出，薄板熔焊對(duì)接接頭冷卻后，焊縫及近縫區(qū)縱向存在著殘余壓縮塑性應(yīng)變，驗(yàn)證了傳統(tǒng)觀點(diǎn)的正確性。 焊接殘余應(yīng)力與應(yīng)變問(wèn)題分析與討論 2． 1 焊縫的殘余壓縮塑性應(yīng) 變與加熱過(guò)程的聯(lián)系 文獻(xiàn) 5 在討論應(yīng)力和應(yīng)變的分布時(shí)指出： “ 焊縫一直承受拉伸應(yīng)變 ,在溫度降到力學(xué)熔點(diǎn)以前
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