基于“局部-整体”映射法的焊接装配变形数值仿真

焊接的非平衡加热、冷却过程导致产生焊接应力与变形,而焊接残余变形是影响结构设计完整性、制造工艺合理性和结构使用可靠性的关键因素。本文基于"局部-整体"映射法,模拟了局部模型为T形接头角焊缝的局部塑性应变,并把结果用于薄壁箱形梁的焊接装配变形数值仿真,同时对不同焊接顺序产生的残余变形情况进行了分析和探讨,并将预测结果与焊接工艺试验结果进行了对比验证,二者吻合很好,从而为研究焊接顺序对大型焊接结构变形的影响提供了一种方法。

基于“局部-整体”映射法的大型焊接构件装配变形数值分析

大型复杂薄板类焊接结构件焊道多、热输入大、焊接时间长,进行三维非线性瞬态焊接仿真计算周期长、效率低,无法应用于工程实践,本文应用"局部-整体"映射法对汽轮机低压缸子部套大型薄板结构件进行了装配变形数值分析。开发了基于Sysweld软件HSF模块的双侧角焊缝热源模型;建立了局部结构的有限元模型并进行了瞬态非线性塑性应力分析;将宏单元装配映射到整体的薄板焊接构件中,在Pam-assembly中对整体构件进行弹性变形计算;并对焊接工艺顺序进行了优化。计算结果为大型薄板类板筋焊接构件完整性设计、制造工艺方法的选择,以及运行中的安全评定提供技术指导和理论支持。

焊接顺序对大型厚板结构焊接变形的影响

大型厚板结构焊接变形影响其制造质量,预测和控制结构件的焊接变形具有重要的工程意义。以工程车车架为例,采用局部-整体映射法研究了焊接顺序对其焊接变形的影响。采用热弹塑性法分析了T形和角接接头的焊接过程,提取接头局部塑性应变,映射到整体模型,实现整体结构焊接变形的计算。现场焊接顺序下结构变形最大,最大变形量为2.852 mm,计算结果与试验结果基本一致,采用优化的焊接顺序,可有效控制整体焊接变形,变形最大值可减小43%。