基于“局部-整体”映射有限元的大型焊接结构变形仿真研究

大型焊接结构的制造成本高,生产周期长,其焊接变形的研究的主要问题是仿真计算效率低,计算周期长。以动车组铝合金侧墙为研究对象,根据实际的焊接工艺参数,采用物理试验与仿真热源校核对比的方法,对两种焊接接头进行热源模型模拟,给出较真实的热源模型,并建立两种接头的精细三维模型,进行局部模型的仿真计算,给出其纵向及横向的焊接残余应力的分布情况,基于'局部-整体'映射有限元法,提取接头三维局部残余塑变模型,并映射到整体薄壳模型,实现动车组铝合金侧墙的焊接变形数值模拟,仿真计算结果与物理试验测试结果基本吻合,证明该方法及仿真模型的合理性,解决了实际工程中大型焊接结构的变形计算问题,为进一步焊接变形的控制研究提供实用的理论依据。

机器人小车焊接构架变形预测和分析

为探究焊接变形对机器人小车碰撞性能和使用寿命的影响,基于热弹塑性固有应变法,利用仿真软件VIRFAC对机器人小车焊接构架变形进行数值模拟。通过热源校核,模拟4种典型接头的热源分布,建立固有应变数据库,分析具有282条焊缝的机器人小车整体变形规律。结果表明:机器人小车焊接构架的最大变形为2.962 mm,位于顶层边框位置。研究结果为机器人小车的焊接设计、强度和稳定性分析提供支持。

基于SYSWELD的局部模型多层多道焊模拟仿真

对于采用"局部-整体"法对大型构件进行的焊接装配模拟,局部模型的计算精度对整体结果有决定性的影响。本文通过SYSWELD软件利用"热循环曲线法"对厚板多层多道焊进行焊接模拟。针对多层多道焊接模拟计算,热循环曲线法能够解决传统热源模型加载引起的求解时间长、计算结果难以收敛无法得到计算结果的问题。首先建立实体三维模型,通过热源校核修正热源输入参数,之后提取热循环曲线作为热源进行多层多道焊焊接模拟,获得温度场、应力场以及变形结果。通过有限元模拟,为整体模型计算提供可靠局部模型结果。