CLAM钢TIG焊接头温度场和应力场数值模拟-江苏大学.PDFVIP

２０１１年３月 第３２卷　第２期 Ｍａｒ．２０１１ Ｖｏｌ．３２　Ｎｏ．２ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－７７７５．２０１１．０２．００９ ＣＬＡＭ钢ＴＩＧ焊接头温度场和应力场数值模拟 １ １ １ ２ 雷玉成 ，朱　强 ，尹　莎 ，巨　新 （１．江苏大学 材料科学与工程学院，江苏 镇江２１２０１３；２．北京科技大学 物理系，北京 １０００８３） 摘要：运用ＡＮＳＹＳ的热－结构耦合技术，采用ＡＰＤＬ参数化语言及生死单元技术，以双椭球热源作 为内热源，对ＣＬＡＭ钢ＴＩＧ焊对接单层焊和单面双层焊的温度场进行了数值模拟．在不考虑焊接 温度场对材料相变影响，而仅考虑对残余应力场影响的条件下，以温度场的计算数据为依据进行应 力场的计算，并将应力场的模拟结果与试验结果进行比较．分析结果表明：焊件残余应力的实测值 和模拟结果中残余应力分布比较吻合；在焊件截面上表面，纵向残余应力在近缝区为拉应力，且在 熔合区附近达到最大，而远离焊缝处转变为压应力；横向残余应力比较小，且均为拉应力；单面双层 焊件表面残余应力比单层焊件的残余应力小． 关键词：ＣＬＡＭ钢；有限元分析；温度场；应力场；数值模拟 中图分类号：ＴＧ４０４　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１６７１－７７７５（２０１１）０２－０１６３－０４ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｓｔｒｅｓｓ ｆｉｅｌｄｓｏｆＣＬＡＭ ｓｔｅｅｌＴＩＧｗｅｌｄ １ １ １ ２ ＬｅｉＹｕｃｈｅｎｇ，ＺｈｕＱｉａｎｇ，ＹｉｎＳｈａ，ＪｕＸｉｎ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ２１２０１３，Ｃｈｉｎａ；２．ＰｈｙｓｉｃｓＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉ ｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＢｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡＮＳＹＳｔｈｅｒｍａｌｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｏｕｐｌｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＰａｒａｍｅｔｒｉｃＤｅｓｉｇｎＬａｎｇｕａｇｅ，ｌｉｆｅｄｅａｔｈｅｌｅ ｍｅｎｔｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ａｎｄｄｏｕｂｌｅｅｌｌｉｐｓｏｉｄｈｅａｔｓｏｕｒｃｅｗｅｒｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｇｅｇｈｅｒｉｎｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｓｔｒｅｓｓｆｉｅｌｄｓｏｎｓｉｎｇｌｅｌａｙｅｒｗｅｌｄｉｎｇａｎｄｔｈｅｓｉｎｇｌｅｓｉｄｅｄｄｏｕｂｌｅｌａｙｅｒｗｅｌｄｉｎｇｏｆＣＬＡＭ ｓｔｅｅｌＴＩＧｗｅｌｄｊｏｉｎｔｓ．Ｗｉｔｈｏｕｔｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅａｎｄｏｎｌｙｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｒｅｓｉｄｕａｌｓｔｒｅｓｓ ｆｉｅｌｄ，ｔｈｅｓｔｒｅｓｓｆｉｅｌｄｂａｓｅｄｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｄａｔａｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈａｔ ｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｒｅｓｕｌｔｓｏｆｒｅｓｉｄｕａｌｓｔｒｅｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｒｅａｌｍｏｓｔｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｏｎｅｓ．Ｏｎｍｉｄｄｌｅｓｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｕｒｆａｃｅ，ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｓｔｒｅｓｓｉｓｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｓｓｎｅａｒｔｈｅ ｗｅｌｄｚｏｎｅ，ｒｅａｃｈｅｓｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｉｎｔｈｅｆｕｓｉｏｎａｒｅａ，ａｎｄｔｕｒｎｔｏｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｓｓａｗａｙｆｒｏｍｗｅｌｄｚｏｎｅ．