网格尺寸对双椭球热源模型作用下焊接温度场计算的影响

文中以Q345E薄板对接焊焊接过程为研究对象,基于双椭球功率密度分布体热源模型,利用ABAQUS有限元软件建立其1/2模型,通过数值模拟研究了不同网格尺寸对焊接温度场的计算精度和计算效率的影响,结合数值积分计算,分析比较了不同网格尺寸下,理论热输入与实际热输入的差别,提出了适宜的网格尺寸.计算结果表明,随着网格尺寸的不断减小,收敛时间变长,CPU计算时间变长,焊接温度场的最高温度、焊接熔池的宽度和深度减小;当网格尺寸减小至双椭球功率密度分布热源深度方向长度的1/2时,理论热输入与实际热输入偏差较小,得到的焊接温度场最高温度、焊接熔池宽度和深度也趋于恒定.

Q345E钢焊接热影响区相变的计算机模拟

以Kirkaldy和Koistinen-Marburger相变模型为基础,建立焊接热影响区相变模型。以Q345E钢平板对接焊为例,用Goldak双椭球功率密度分布热源模型计算焊接热循环,用ABAQUS有限元分析软件对焊接过程中的热影响区的相变进行数值模拟。以相同焊接规范进行焊接试验,利用Image-pro-plus软件进行组织测定。将试验结果与模拟结果进行比较分析,二者吻合良好,证明本焊热影响区相变模型可以准确分析焊接热影响区相变情况,对优化焊接工艺参数、改善焊接接头性能、提高焊接产品质量具有重要指导作用。

冷弯方钢管焊接纵向残余应力分析

为了解冷弯方管的焊接纵向残余应力分布,应用较贴近实际情况的双椭球热源模型,对冷弯方钢管的焊接过程进行数值模拟,通过与实测数据进行对比来验证数值模拟的可行性,并对比不同边长、壁厚,以及热输入条件下的焊接纵向残余应力分布,得出:当其他条件不变时,不同边长方管的焊接纵向残余应力,在焊缝及邻近焊缝部位的分布差距不大,而在距焊缝较远的部位,大边长方管的焊接纵向残余应力要明显大于小边长方管;较薄管壁与较高热能输入的方管更易被焊透,纵向残余应力值更高,分布也更均匀。