【正文】 我們身邊， 及時的給我指點(diǎn)迷津， 幫助我解決一個個難題 ， 使我在專業(yè)知識和科研能力上得到了逐步提高 ， 同時，也為我以后的工作 、 學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。 大連交通大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 參考文獻(xiàn) [1] 黃友謙．?dāng)?shù)值試驗(yàn) .北京：高等教育出版社， 1989 [2] 江裕釗，辛培清．?dāng)?shù)學(xué)模型與計算機(jī)模擬．成都：成都電子科技大學(xué)出版社， 1989 [3] Masubchi K． Prediction and Control of Residualn Stresses and Distortion in Welded Structures，Proc． Theoretical Prediction in Joining and Welding， Osaka， Japan， Nov． 1996 [4] Karlsson L． Thermal Stresses in Welding， in R． Hetnarski(ed． )． Thermal Stresses I， NorthHolland，Amsterdam,Chapter 5， 1986 [5] Goldak A． A new finite element model for welding heat sources， Trans． ASME， Metallurgical Transaction， 1984 [6] Cerjak H， Buchmayr B． Computer Based Assessment of Weldability， Proc． Theoretical Prediction in Joining and Welding， Osaka， Japan， Nov． 1996 [7] Matsunawa in Weld Pool and Its Effect on Peration Shape in Stationary Arc Welds,1987 [8] Ushio M， Tanaka M， Wu CS． Analytical Approach to Anode Boundary Layer of Gas Tungsten Arcs，Proc． Theoretical Prediction in Joining and Welding， Osaka， Japan， Nov． 1996 [9] Masubchi K． Prediction and Control of Residualn Stresses and Distortion in Welded Structures，Proc． Theoretical Prediction in Joining and Welding， Osaka， Japan， Nov． 1996:71 一 88. [10] 拉達(dá)伊著 .焊接熱效應(yīng) .溫度場、殘余應(yīng)力變形 [M」，熊第京等譯 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 1997，l~87 [11] 譚建國．使用 進(jìn)行有限元分析［ M］．北京 :北京大學(xué)出版社， 2021， 1~13 [12] 陳丙森 ．計算機(jī)輔助焊接技術(shù)［ M］． 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 1999， 107~168 [13] 汪建華．壓縮機(jī)焊接變形的三維數(shù)值模擬 [J]，機(jī)械工程學(xué)報． 1996， 32(1):85~145 [14] Wang Jianhua et． An FEM model of buckling distortion during welding of thin palte[J]． Shanghai Jiaotong University， 1999， E4(2):69~72． [15] 陳楚，汪建華，楊洪慶．水下焊接冷卻特性的有限元分析，海洋工程， 1983,4： 34~38 [16] 陳丙森．計算機(jī)輔助焊接技術(shù)［ M］．北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 1999， 107~168 [17] 陳楚等．?dāng)?shù)值分析在焊接中的應(yīng)用 [M]．上海 :上海交通大學(xué)出版社， 1985， 1~287 [18] 李景涌 ． 有限元法 .北京 :北 京郵電大學(xué)出版社， 1999， 3~6 [19] 汪建華．焊接數(shù)值模擬技術(shù)及其應(yīng)用 [M]．上海 :上海交通大學(xué)出版社， 2021,16~18 t gKQcWA3Pt GZ7R4I 30kA1DkaGhn3Xt KknBYCUDxqA7FHYi 2CHhI 92t gKQcWA3Pt GshLs50cLm TWN60eo8Wgqv7XAv2OHUm 32WGeaUwYDI AWGMeR4I30kA1DkaGhn3Xt KknBYCUDxqA7FHYi 2CHhI 92t gKQcWA3Pt GZ7R4I 30kA1DkaGt gKQcWA3Pt GZ7R4I 30kA1DkaGhn3Xt KknBYCUDxqA7FHYi 2CHhI 92t gKQcWA3Pt GshLs50cLm TWN60eo8Wgqv7XAv2OHUm32WGeaUwYDI AWGMeR4I30kA1DkaGhn3Xt KknBYCUDxqA7FHYi 2CHhI 92t gKQcWA3Pt GZ7R4I 30kA1DkaGt gKQcWA3Pt GZ7R4I30kA1DkaGhn3Xt KknBYCUDxqA7FHYi 2CHhI 92t gKQcWA3Pt GshLs50cLm TWN60eo8Wgqv7XAv2OHUm32WGeaUwYDI AWGeR4I 30kA1DkaGhn3Xt KknBYCUDxqA7FHYi 2CHhI 92t gKQcWA3Pt GZ7R4I 30kA1DkaGt gKQcWA3Pt GZ7R4I 30kA1DkaGhn3Xt KknBYCUDxqA7FHYi 2CHhI 92t gKQcWA3Pt GshLs50cLm TWN60eo8Wgqv7XAv2OHUm 32WGeaUwYDI AWGMeR4I 30kA1DkaGhn3Xt KknBYCUDxqA7FHYi 2CHhI 92t gKQcWA3Pt GZ7R4I30kA1DkaGtgKQcWA3Pt GZ7R4I 30kA1DkaGhn3Xt KknBYCUDxqA7FHYi 2CHhI 92t gKQcWA3Pt GshLs50cLm TWN60eo8Wgqv7XAv2OHUm 32WGeaUwYDI AWGMeR4I 30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi 2CHhI 92tgKQcWA3PtGZ7R4I 30kA1DkaGt gKQcWA3PtGZ7R4I 30kA1DkaGhn3Xt KknBYCUDxqA7FHYi 2CHhI 92tgKQcWA3PtGshLs50cLmTWN60eo8Wgqv7XAv2OHUm 32WGeaUwYDI AWGMeR4I 30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi 2CHhI 92tgKQcWA3Pt GZ7R4I30kA1DkaG 。 感謝與我并肩作戰(zhàn)的舍友與同學(xué)們；感謝關(guān)心我支持我的朋友們；感謝學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、老師們，感謝你們給予我的幫助與關(guān)懷；感謝材料科學(xué)與工程學(xué)院四年來為我提供的良好學(xué)習(xí)環(huán)境。 本論文的完成 得益于老師傳授的知識，使本人有了完成論文所要求的知識積累，更得益于 指導(dǎo)教師金成老師 從選題的確定 到 論文初稿與定稿中對字句的斟酌傾注的大量心血，在此對 金成老師 表示感謝！ 指導(dǎo)教師 金成 老師在理論知 識方面和試驗(yàn)研究方面給予我 很多的指導(dǎo)和幫助 。 通過本文的研究，可以得到以下結(jié)論： 鋼管與吊座 不同焊道的 焊接 熱源模型，考慮了材料的熱物理性能隨溫度而變化，即材料非線性，模擬了實(shí)際焊接過程的焊縫的熱源分布和節(jié)點(diǎn)的熱循環(huán)曲線。 大連交通大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 圖 43 第一道焊縫的 所有節(jié)點(diǎn)的熱循環(huán)曲線 圖 44 第一道焊縫的 平均節(jié)點(diǎn)的熱循環(huán)曲線 大連交通大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 從圖 42 中可以看出，當(dāng)焊接溫度達(dá)到最大熔點(diǎn) 1500℃時，第一道焊縫可以完全焊透。 對于埋弧焊形成的焊接溫度場，橢球特征參數(shù) a與 b的取值應(yīng)當(dāng)使模擬的熔池形狀和實(shí)驗(yàn)測定的熔池形狀相吻合。設(shè)前半部分橢球能量分?jǐn)?shù)為 f 1, 后半部分橢球能量分?jǐn)?shù) f 2, 且 f 1+ f 2= 2。 這種分布函數(shù)也有一定局限性 , 因?yàn)樵趯?shí)踐中 ,熔池在激光焊等情況下不是球?qū)ΨQ的 , 為了改進(jìn)這種模式 ,。使用這些模型既不能反映實(shí)際的焊接過程，也會在焊縫中心線上會產(chǎn)生奇異。由于力學(xué)松弛，導(dǎo)致焊接應(yīng)力與變形對焊接過程中發(fā)生于熔池內(nèi)的很多復(fù)雜的熱傳輸現(xiàn)象均處于相對次要的地位，這樣，就可以使用傅里葉定律的固體導(dǎo)熱理論求解焊接溫度場，可以考慮改變材料的高溫?zé)嵛锢硖匦詠砗喕Ｐ投挥嬋鄢刂械膶α鞯葟?fù)雜熱傳輸過程。但是，動態(tài)熱源模型更符合焊接的某些實(shí)際過程，是今后的一個發(fā)展方向。在焊接數(shù)值模擬問題中，焊接熱源模型是以一個熱輸入邊界條件的形式結(jié)合到數(shù)值分析模型中去的。 在 Create Load 對話框中的 Name 欄輸入載荷名稱 Load1Load9，在 Step 內(nèi)選擇用于創(chuàng)建的分析步 Step1Step9，其他采用默認(rèn)選項 thermal、 surface flux 完成載荷施加，視圖區(qū)的 焊縫表面 出現(xiàn)表示集中力的箭頭，如圖 35所示。單擊工具區(qū)中的 Create Field Output 工具右側(cè)的 Field Output Manager 工具和Create History Output 工具右側(cè)的 Field History Manager 工具，分別 彈出場變量輸出要求管理器和歷史變量輸出要求管理器， 在管理器中進(jìn)行場變量輸出要求的創(chuàng)建、復(fù)制、重命名、刪除、編輯等。 創(chuàng)建一個模型數(shù)據(jù)庫后， ABAQUS/CAE 默認(rèn)創(chuàng)建初始步（ Initial），位于所有分析步之前。程序自動選擇之前創(chuàng)建的truss 部件，其他參數(shù)都選用默認(rèn)選項，單擊 OK按鈕，完成部件實(shí)體的創(chuàng)建。 mm/(s3對于焊接數(shù)值模擬分析，還應(yīng)該加入隨溫度變化的物理性能參數(shù)，如導(dǎo)熱系數(shù) KXX、比熱容 C、熱燴 ENTH、 密度 DENS、熔點(diǎn)以及焊件的初始溫度等。 在草圖繪制界面繪制草圖，如圖 33 所示。對于對稱、反對稱或軸對稱焊件結(jié)構(gòu)，建模時，盡量運(yùn)用其對稱性 來簡化模型。 ABAQUS 有限元分析過程包括以下三個基本步驟 如圖 31 所示 ：前處理、分析計算和后處理。 ABAQUS能夠求解各種復(fù)雜的模型并能解決實(shí)際工程問題，在分析能力和可靠性等方面贏得廣大用戶的贊譽(yù)。因?yàn)橹行牟罘指袷降母飨蛲蕴厣c對流或時間推進(jìn)過程具有的明顯單通道特色 (即單向性 )是格格不入的，所以在進(jìn)行瞬態(tài)溫度場分析過程中，不能用中 心差分格式。 當(dāng) θ=1/3時，為伽遼金格式 。 如果材料的熱物理性能隨溫度發(fā)生變化，如 K(t)， C(t)等，則為非線性熱分析，即 材料非線性。 [C]為比熱矩陣，表示系統(tǒng)內(nèi)能的增加和減少 。被 M 個具有 ne 個節(jié)點(diǎn)的單元所離散， v 內(nèi)共有 N 節(jié)點(diǎn)，在每個單元內(nèi)各節(jié)點(diǎn)的溫度用單元節(jié)點(diǎn)溫度來表示，即 : T=[N]{T}e （ 25） 其中， [B]=[L][N],[L]為微分算子矩陣。 非線性瞬態(tài)熱傳導(dǎo)的問題 由于焊接溫度場的分析是典型的非線性瞬態(tài)熱傳導(dǎo)問題分析，因而在用有限元計算溫度場的時候，一般假設(shè)在一個單元內(nèi)節(jié)點(diǎn)的溫度呈線性分布狀態(tài)，根據(jù)變分公式推導(dǎo)節(jié)點(diǎn)溫度的一階常系數(shù)微分方程組。 β為構(gòu)件表面換熱系數(shù) 。 T 為溫度場分布函數(shù) 。 此處以三維瞬態(tài)焊接溫度場 的有限元分析作為對象 [15]。由于考慮相變潛熱對其溫度場的影響較容易，所以在分析中應(yīng)考慮它對溫度場的影響。它們之間的相互關(guān)系如圖 21所示 。如果采用無損檢測技術(shù)，只能得到構(gòu)件表面的應(yīng)力狀態(tài)，就是采用破壞性的測量方法，也不可能有足夠的精度確定構(gòu)件內(nèi)部完整的三維應(yīng)力狀態(tài)。 雖然，今天有功能強(qiáng)大的計算機(jī)可以利用，但計算方法和軟件的發(fā)展還是跟不上硬件進(jìn)步的速度，而且即使有可以采用的計算手段，目前在收斂和誤差 估計方面也將遇到難以超越的困難。(4)局部材料的瞬態(tài)行為取決于局部熱的歷史和力學(xué)的應(yīng)力應(yīng)變歷史 。 大連交通大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 焊接過程有限元分析的特點(diǎn) 采用空間和時間有限元 (包括有限差分法 )模擬焊接時材料和構(gòu)件的熱和力學(xué) (彈性一粘塑性 )行為，分析焊接殘余應(yīng)力和變形，并采用彈性構(gòu)件分析同樣程度的細(xì)節(jié)，在超級計算機(jī)時代也是難以解決的任務(wù)。 。但是最近研究表明 :該原則在某些情況下并不是必需的。剛度矩陣 [k]e、節(jié)點(diǎn)力向量 {F} e 和節(jié)點(diǎn)位移向量 {δ} e 的平衡關(guān)系表示為線性代數(shù)方程組 : [k]e {δ} e ={F} e 。此外，還需要選擇表示位移大小的參數(shù)，它們通常是節(jié)點(diǎn)的位移，但也可能包括節(jié)點(diǎn)位移的導(dǎo)數(shù)。