基于SYSWELD有限元軟件,開發(fā)了熱-彈-塑性非線性有限元計算方法。利用所開發(fā)的計算方法,模擬大型結構升船機輪轂與輪輻的焊接溫度場和殘余應力分布。輪轂與輪輻焊接時,由于焊縫為環(huán)狀,焊接起始、結束位置存在明顯的熱端部效應。計算結果表明,焊縫周向殘余應力的峰值達到480 MPa,高于材料的屈服強度;徑向殘余應力沿板厚方向呈現出"拉-壓-拉"三層分布,并且高應力區(qū)主要分布于焊縫及其熱影響區(qū)附近。此外,徑向殘余應力峰值達到350 MPa,低于周向殘余應力。 

【文章來源】：熱加工工藝. 2020,49(17)北大核心

【文章頁數】：5 頁

【部分圖文】：

升船機輪輻與輪轂實物圖

輪輻與輪轂尺寸圖及焊縫示意圖(mm)

基于SYSWELD有限元軟件，開發(fā)熱-彈-塑性有限元計算方法，來研究升船機輪轂、輪輻焊接殘余應力分布。數值模擬時熱源移動方向與焊接件實際焊接方向保持一致，并采用0°→90°→180°→270°→0°的熔敷方式來實現焊接，見圖3。輪轂和輪輻有限元模型如圖4所示，其中，焊縫截面焊道布置為12層18道焊，計算時沒有考慮焊縫上下表面的余高。此外，為了平衡計算精度和計算效率，細化焊接接頭及其附近的網格尺寸，粗化遠離焊接接頭的網格尺寸。該模型中的單元類型為八節(jié)點六面體單元，單元總數為79800，節(jié)點數為93868。為了防止數值模擬過程中有限元網格發(fā)生剛體位移，在輪轂下表面0°、90°、180°位置采用三點六自由度拘束方式。由于升船機輪輻和輪轂焊接時缺少焊接材料的熱物理-力學性能參數，計算過程中焊接材料的高溫熱物理-力學性能與母材（Q345）保持一致，如圖5所示。圖4 三維有限元模型

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3257404