基于有限元分析钢板焊接温度场的影响因素.pdfVIP

机械设计与制造 第 11期 236 Machinery Design Manufacture 2008年 11月 文章编号：1001—3997(2008)1l一0236—02 基于有限元分析钢板焊接温度场的影响因素 仉传兴 肖汉斌 (武汉理工大学 港口装卸技术重点实验室，武汉 430063)(z武汉理工大学 物流工程学院，武汉430063) Factortoweldtemperaturefields0farmorplateOfffiniteelementsimulatedanalysis ZHANGChuan-xingI,XIAOHan-bin (WuhanUniversityofTechnology，Techncloyg KeyLaboratoryofthePortHandling，Wuhan430063，China) (2WuhanUniversityofTechnology，LogisticsEngineering，Wuhan430063，China) 【摘 要】利用ANSYS软件的APDL语言以及单元 “死活”技术模拟焊接的填充过程，较好的模拟 焊接加热过程及整个温度场的瞬态变化并实现了参数化编程；利用有限元分析软件ANSYS对钢板焊接 温度场进行动态模拟，建立高斯函数热源模型，对各项焊接参数的合理选择和优化提供有效的参考。 关键词：焊接温度场；有限元分析；参数化编程 A【bstract】Besides，theAnsysParameterDesignlanguage(APDL)andthetechniqueofdeath-birth elementwereappliedtosimulatetheprocessofweldfilling．Theinstantnaeoustransformationofthewhole temperaturefieldandheatingweresimulatedverywellinthecourseofweldingnadtheparameterdesing program ∞achieved．ItsimulatedtemperaturefieldsinbaseofANSYS．thefiniteelementanalysissoft— wose，andestablishedaheatsourcesmodelwithGaussinafunction，atlastitassistpeopletochoosethe rightweldingpraametersinweldingeffectively． Keywords：Temperaturefieldsofwelding；Finiteelementanalysis；Parameterdesignprogram 中图分类号：TH16。0241．82 文献标识码：A 数值模拟技术可以节约大量实验费用，有效缩短机械产品的 泊松比、弹性模量 (Nm／。)、热膨胀系数(I／~C)、屈服强度(MPa)、熔 研制和实验周期，是一种高效低成本、优化工艺的预测和控制技 点(oc)以及工作的初始温度 (oc)等参数；焊接模拟属于典型的非 术 ；焊接温度场是进行焊接力学分析的基础，温度对材料的力学 线性瞬态分析 ，而如今许多材料的热物理参数并不齐全，特别是 性能有显著影响，很多材料参数是温度的非线性函数，焊接热过 在高温区接近熔化状态时还是空白；并且，某些参数如热导率和 程直接决定了焊缝和热影响区焊后的显微组织、残余应力与变 比热容，虽然随温度的变化而变化，但由于焊接过程中塑性应变 形；ANSYS作为融结构、热、流体、电磁 、声学于一体的大型通用 的产生，使得其变化的结果与变化的过程相关，有时二者随温度 有限元分析软件，它提供的热分析、非线性结构分析以及两者之 变化的方向甚至相反；为解决这一问题，可以在ANSYS中输人材 间的耦合场分析功能确保了焊接模拟的实现，而且大应变有／限 料在典型温度值的热物理J生能参数，建立相关参数的工程数据库， 转