缆式焊丝CO_2气体保护焊接头残余应力高效数值计算和试验

文中采用基于焊缝形貌的温度热源模型高效计算其热过程,通过单丝CO2气体保护焊堆焊件的温度场计算和焊缝形貌比较验证该热源模型的正确性,采用小孔法测试表面应力验证基于该热源模型的残余应力计算结果.结果表明,基于焊缝形貌的给定温度热源模型适用于缆式焊丝CO2气体保护焊的焊接温度场高效数值模拟;缆式焊丝CO2气体保护焊的上表面焊缝区域及焊缝中心沿厚度方向的应力分布与埋弧焊基本一致,但远离焊缝区域的纵向压缩应力幅值大于埋弧焊纵向压缩应力.

基于计算机模拟的自升式钻井平台桩腿管节点焊接残余应力分析

自升式钻井平台桩腿管节点焊接结构复杂,各构件材料不同,焊缝多且不规则,焊接残余应力分布复杂,对其数值模拟困难且效率低下。本文采用一系列高效计算方法实现了桩腿管节点模拟件焊接残余应力场的高效计算,利用计算机模拟建立三维实体模型并分析了该结构的应力分布特征。计算结果表明,由于结构不连续和材料力学性能不连续造成焊缝及焊趾位置产生较大的应力集中,特别是两焊缝交界区域的应力集中现象显著;半圆板近缝区出现深度达到6~8 mm的500~700 MPa的高幅值等效应力,水平管上焊缝及近焊缝区形成46 mm长的300~500 MPa的较大等效应力区。