【正文】 (2)圖4圖4圖47分別是方案2焊后放大30倍后橫向收縮、縱向收縮和角變形的宏觀結(jié)果及變形云圖。圖45 圖46 圖47由上組圖可看出的平板拘束部位如方案2的變形在焊縫兩端處收縮較大，從而造成局部收縮嚴(yán)重，這是由于拘束部位太靠近焊縫兩端導(dǎo)致，兩端的金屬受熱膨脹，而冷卻收縮沒有足夠的金屬來補(bǔ)充。由圖47也可看出平板有一定程度的角變形存在，橙色區(qū)域翹曲變形。（3）圖4圖4圖410分別是方案3焊后放大30倍后橫向收縮、縱向收縮和角變形的宏觀結(jié)果及變形云圖. 圖48 圖49 圖410由圖可看出方案3下平板的橫向收縮在板中央部分較之于方案2都大，縱向收縮較之于方案2小，同時(shí)方案3也存在一定的角變形。綜上，方案2的拘束部位最不利于焊后平板的變形。為了研究三種方案下各區(qū)域的變形結(jié)果，更好的指導(dǎo)實(shí)際工作，選取如圖a、圖b兩種節(jié)點(diǎn)方向上的變形曲線來進(jìn)行對(duì)比研究和分析。 AB節(jié)點(diǎn)方向上的變形結(jié)果分析在AB節(jié)點(diǎn)方向上即平板邊緣對(duì)比分析三種方案下的平板橫向收縮、縱向收縮和厚度方向變形。三種方案的變形曲線對(duì)比如圖41圖41圖413。圖a圖411圖412圖413由圖411可看到在AB節(jié)點(diǎn)方向，板寬度方向變形都處于收縮狀態(tài)，即焊后平板邊緣都向焊縫方向收縮，其中變形值方案3最大，方案1在拘束點(diǎn)附近有一個(gè)小的波動(dòng)，說明其在拘束點(diǎn)時(shí)收縮收到阻礙；由圖412可看到方案1方案2方案3在板長(zhǎng)度方向上的變形值均是向焊縫中心收縮，其中方案1在A節(jié)點(diǎn)附近還有小的伸長(zhǎng)變形，方案2的變形值最大；由圖413可看到在板厚度方向的變形是向Y的正方向翹曲，其中方案1的變形最小，即角變形最小，這一點(diǎn)也可由前宏觀變形看出，方案2變形值最大，角變形大同時(shí)板中部向上隆起變形，方案3有較小的角變形和中部隆起變形。綜上，方案2在AB節(jié)點(diǎn)方向即板邊緣縱向收縮和角變形最大，在如前所述的宏觀變形中也得到此結(jié)論。而方案3的橫向收縮最大，方案1的各方面變形最小。因此，方案2的拘束條件不利于焊后變形，方案1較之方案3在板邊緣附近對(duì)焊后變形更有利。 CD節(jié)點(diǎn)方向上的變形結(jié)果分析由上可得方案2不必再做對(duì)比分析，其不利于焊后變形。下面在CD節(jié)點(diǎn)方向上分別分析方案1和方案3的橫向收縮，縱向收縮、厚度方向變形以及全部等效塑性應(yīng)變。變形曲線對(duì)比如圖41圖41圖41圖417。 圖b圖414 圖415圖416圖417由圖414可看到在CD節(jié)點(diǎn)方向方案3的橫向收縮較方案1大，在平板兩端收縮變形較小，中間部分收縮變形較大；由圖415可看到方案3下的平板縱向收縮較之方案1??；由圖416可看到平板在厚度方向的變形方案1比方案3小很多，即方案3比方案1有更大的角變形；由圖417可看到平板的全部等效塑性應(yīng)變均是板中間部分變形較大，方案1較之方案3變形稍小，只在拘束部分大于方案3。綜上所述，方案3下的平板橫向收縮和厚度方向變形較之方案1大，且全部等效塑性應(yīng)變也比方案1稍大。因此，為了綜合考慮，方案1的外部約束條件較之對(duì)焊后變形更有利。 本章小結(jié)本章主要模擬分析了三種不同外部約束條件下平板的宏觀變形，以及對(duì)比分析了三種方案下不同區(qū)域的焊接變形結(jié)果。對(duì)于本課題得出結(jié)論方案1的外部約束條件對(duì)焊后變形更有利。第5章 結(jié) 論，模擬了45鋼5mm厚I型坡口平板對(duì)接焊，以及在不同外部約束下的溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)和焊接變形結(jié)果。對(duì)于本課題，通過模擬對(duì)比分析得出以下結(jié)論：1. 溫度場(chǎng)的模擬中研究了45鋼焊接時(shí)從開始到結(jié)束的溫度場(chǎng)變化規(guī)律和熔池形狀，以及驗(yàn)證了在實(shí)驗(yàn)中的熱輸入能否把平板焊透。2. 應(yīng)力場(chǎng)的模擬中熔池前方溫度上升，金屬體積膨脹對(duì)熔池進(jìn)行擠壓，所以產(chǎn)生了壓應(yīng)力；熔池后方溫度下降，金屬體積收縮對(duì)熔池有一個(gè)拉伸的作用，所以產(chǎn)生了拉應(yīng)力。等效應(yīng)力峰值隨著時(shí)間的變化與熱源同步向前移動(dòng)，他們的共同點(diǎn)是熔池部分應(yīng)力值最低，而熔池前端的熱應(yīng)力有突然的較大增加。其中拘束平板中部四點(diǎn)和拘束四個(gè)頂點(diǎn)焊后的殘余應(yīng)力最小，說明拘束部位要稍遠(yuǎn)離焊縫區(qū)域，才更有利于焊后殘余應(yīng)力較小。3. 對(duì)焊后變形的模擬中，焊縫正面收縮值較大，背面相對(duì)較小，導(dǎo)致平板焊縫附近區(qū)域下凹收縮兩邊翹曲，產(chǎn)生角變形，同時(shí)焊縫縱向收縮變形。通過在不同區(qū)域的變形分析得出平板在中間部分的收縮變形更大，在平板邊緣中部有較小的隆起變形，最終整個(gè)平板有一定的程度的扭曲變形（變形值都很?。?。通過對(duì)三種方案的比較，拘束焊縫附近不利于焊后變形，而拘束平板中部四點(diǎn)區(qū)域?qū)负笞冃胃欣Ｖ? 謝本文是在導(dǎo)師袁有錄老師的悉心指導(dǎo)下完成的。幾個(gè)月來，導(dǎo)師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、以及他給予作者的支持和鼓勵(lì)將使作者終生難忘，作者所取得的每一點(diǎn)成績(jī)都與導(dǎo)師的熱情關(guān)懷和精心指導(dǎo)是分不開的，值此論文完成之際，特別向?qū)熤乱灾孕牡母兄x和崇高的敬意。在本課題的完成過程中，作者還得到了其它各方面的支持和幫助，如饒文超，劉洋同學(xué)以及本人之間的相互學(xué)習(xí)和幫助，在此深表謝意。參 考 文 獻(xiàn)[1] 程友勝．焊接應(yīng)力和焊接變形的論述[J]．煤礦機(jī)械，2003.[2] 王青春，[J]．煤礦機(jī)械，2007.[3] 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,2003.[4] 吳言高,李午申,鄒宏軍,馮靈芝. 焊接數(shù)值模擬技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 焊接學(xué)報(bào). 2002（3）8992.[5] 陳火紅等. 新編Marc有限元實(shí)例教程[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,.[6] Mntat Help USER’S GUIDE.[7] 鄭巖,顧松東,吳斌. Marc2001從入門到精通[M]. 北京：中國水利水電出版社，.[8] 上田幸雄. 焊接變形和殘余應(yīng)力的數(shù)值計(jì)算方法與程序. 四川大學(xué)出版社.[9] Ushio M,Fan method of estimating the spacecharge voltage drop for thermionic arc cathodes[J].,.,1994,27(3):561566.[10] 武傳松. 焊接熱過程與熔池形態(tài)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2008[11] 張文鉞. 焊接冶金學(xué). 機(jī)械工業(yè)出版社,1999[12] 焦立新. 焊接仿真技術(shù)應(yīng)用與未來發(fā)展[J]. 航空制造技術(shù). 2008（8）4850.[13] 英春立，錢百年，國旭明等．焊接熱源計(jì)算模式的研究進(jìn)展．焊接學(xué)報(bào)，2001.[14] 王宗杰. 熔焊方法與設(shè)備. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，.[15] 胡傳炘，王國紅. 實(shí)用焊接手冊(cè). 北京工業(yè)大學(xué)出版社，.[16] D達(dá)伊． 焊接熱效應(yīng)——溫度場(chǎng)、殘余應(yīng)力、變形[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1997．[17] 田錫唐. 焊接結(jié)構(gòu)[M]. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，1982.[18] [蘇]. 船體結(jié)構(gòu)的焊接變形. 北京:國防工業(yè)出版社，1978.[19] 陳祝年. 焊接工程師手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社,2002.