稳态热加载对筒状结构变形和应力影响的研究.pdfVIP

够侧么锄锄 生产应用r蜉掳 稳态热加载对筒状结构变形和应力影响的研究 房元斌1 陆永能2 张林杰3 孔祥意4 (1．江苏徐扑l工程机械研究院，江苏徐帅l221004；2．徐工集团工程机械有限公司高端工程机械智能制造国家重点实验室 江苏徐州221004；3．西安交通大学，西安710049；4．徐工集团道路机械分公司，江苏徐州221004) 摘要焊接热源分别采用双椭球和整条焊缝两种稳态热加载，得到了筒状结构的焊后变形和残余应力分布， 并进行了试验验证。结果表明：两种加载方式焊后变形和应力趋势相同。整条焊缝加载峰值出现在两封口板中心 位置，峰值为4．931rain，与试验结果对比误差小。应力峰值相近，峰值近似339MPa。采用双椭球热源加载，应力 分布与试验结果吻合更好。仿真与试验结果误差均能满足工程应用要求，证明了模拟结果的准确性。双椭球热源 加载的计算时间是整条焊缝加载的27．2倍，从工程应用层面分析，整条焊缝加载具有重大的使用价值。 关键词： 稳态热加载筒状结构应力计算效率 中图分类号：TG404 算时间长，因而如何有效降低计算时间至关重要。 0序 言 文中借助有限元分析，以双椭球热源和整条焊缝 随着焊接数值模拟技术的不断成熟，数值模拟仿 两种稳态加载，获得了压轮变形和残余应力分布，并进 真在生产中的应用已经常态化¨。4J。但在生产过程 行了试验验证，同时，对比了两种方式的计算效率。 中，如何提高计算效率，对辅助焊接生产有重要实用价 1 试样制备 值。国内外专家学者已在焊接变形和应力理论和工程 400 100 应用方面做了大量研究工作。日本大阪大学Murakawa mm，轮宽2 压轮材料为Q345B，外径1 Hidekazu团队基于固有应变法【5n陕速预测大型结构件mm，轮边距到封口板600mm，板厚40mm，几何模型如 焊接变形；上海交通大学陆皓和徐济进等人对筒状结 图1所示，现场焊接如图2所示。 构件关键位置的残余应力进行了深入研究∞1；武传松、 陆皓和魏艳红对多物理场耦合相互作用机制…对焊接 ， 变形和应力影响进展和发展做了研究。 40 鉴于上述研究，结合文中筒状结构研究，以压路机 o N 压轮为研究对象。压轮的生产一般分为升级和换代。 n — 产品升级主要是通过工艺质量提升来实现，工艺质量 e 提升需要在半年内完成；而产品换代是通过改变结构 600 形式、新材料应用和新工艺的研发，往往需要长时间跟 l 、 导i y_1．Y， 踪市场反馈，花费一到两年的时间才能稳定。全凭工 艺人员生产经验的积累已经不能满足生产的要求，这 就需要借助计算机辅助计算技术，缩短时间，建立正确 的压轮有限元建