基于弹塑性力学的T形接头焊接变形三维模拟

采用弹塑性力学理论对常见的T形焊接接头的焊接变形进行了数值模拟。焊接过程中母材受热不均匀,材料的热物性参数、弹塑性性能随温度变化呈现非线性关系等都会使结构在焊后存在不均匀的焊接变形。在不同的温度区域,通过选择弹性或塑性矩阵及在塑性区定义屈服条件,采用有限元方法,对T形接头焊接变形过程进行了三维数值模拟。为提高数值模拟的精度,热源模型采用了与实际焊接过程较匹配的Goldak双热源模型。模拟结果表明,在距焊缝一定距离的纵截面上,T形接头的底板产生不均匀的焊接角变形,数值模拟结果与理论分析基本一致,为焊接结构焊接变形的预测及控制打下了基础。

T型板单双面焊接结构的残余应力与变形研究

针对T型板单、双面焊接的焊后残余应力与变形问题,本文建立了这两种焊接结构的有限元模型,利用热弹塑性分析理论,通过SYSWELD分析比较了它们的应力场和变形。结果表明:焊缝热影响区出现最大残余拉应力,单面焊的最大残余拉应力值比双面焊低约200 MPa。单面焊T型板的最大变形发生在腹板顶部,变形值是0.372 mm;双面焊T型板焊后的最大变形发生在翼板,变形值为0.439 mm。