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焊接结构三维热变形的有限元模拟 被引量：46
1
作者 汪建华 戚新海 +2 位作者 钟小敏 上田幸雄 村川英一 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第6期59-65,共7页
采用三维热弹塑性有限元法对焊接过程中的动态应力应变及焊后的残余应力和变形进行了数值摸拟．探讨了焊接时力学行为的特点和提高解的精度和收敛性的途径，并介绍了若干成功的应用实例．
关键词 焊接 热弹塑性 变形 残余应力 有限元法
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预测焊接变形的残余塑性应变有限元方法 被引量：39
2
作者 汪建华 陆皓 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第4期53-56,共4页
介绍了焊接以后构件中残余塑性应变的确定，以及基于残余塑变预测焊接变形的有限元方法。
关键词 焊接 变形 有限元法 残余塑性应变 预测
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管板接头三维焊接变形的数值模拟 被引量：23
3
作者 汪建华 钟小敏 戚新海 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第3期140-145,共6页
采用三维热弹塑性有限元法对管板接头的焊接变形进行数值模拟。研究了不同计算模型和焊接条件下接头的收缩和平板上开孔的位置和形状的变化。比较了半周模型和全周模型，固定热源和移动热源，单道焊和多道焊下的分析结果，为预测管板接... 采用三维热弹塑性有限元法对管板接头的焊接变形进行数值模拟。研究了不同计算模型和焊接条件下接头的收缩和平板上开孔的位置和形状的变化。比较了半周模型和全周模型，固定热源和移动热源，单道焊和多道焊下的分析结果，为预测管板接头的焊接变形、控制制造精度提供了有价值的数据和方法。 展开更多
关键词 三维 焊接变形 数值模拟 管板 接头
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焊接顺序对T形接头残余应力和变形的影响 被引量：35
4
作者 黎超文 王勇 韩涛 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期37-40,115,共4页
采用有限元热弹塑性分析方法对T形接头不同焊接顺序的残余应力和变形进行模拟.有限元模型中选用三维实体单元,分析了材料物性参数随温度的变化和对流、辐射散热的影响.运用单元生死技术模拟T形接头多道焊接过程,获得了不同焊接顺序T形... 采用有限元热弹塑性分析方法对T形接头不同焊接顺序的残余应力和变形进行模拟.有限元模型中选用三维实体单元,分析了材料物性参数随温度的变化和对流、辐射散热的影响.运用单元生死技术模拟T形接头多道焊接过程,获得了不同焊接顺序T形接头焊接温度场和残余应力、变形场,并对计算结果进行了分析.结果表明,焊接顺序对T形接头的残余应力和变形有较大的影响,采用先焊一侧,然后焊另一侧的方案所得到的残余应力和角变形最小. 展开更多
关键词 T形接头 有限元模拟 焊接顺序 残余应力 焊接变形
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采用热弹塑性有限元方法预测低碳钢钢管焊接变形 被引量：28
5
作者 邓德安 梁伟 +1 位作者 罗宇 村川英一 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期76-80,共5页
用有限元分析软件ABAQUS Code开发了用于模拟焊接温度场、焊接残余应力和焊接变形的热弹塑性有限元计算方法。通过建立三维有限元模型,预测了低碳钢钢管多层焊接时的温度场和焊接变形,并通过试验验证了所提出计算方法的精度和有效性。... 用有限元分析软件ABAQUS Code开发了用于模拟焊接温度场、焊接残余应力和焊接变形的热弹塑性有限元计算方法。通过建立三维有限元模型,预测了低碳钢钢管多层焊接时的温度场和焊接变形,并通过试验验证了所提出计算方法的精度和有效性。结果表明,在多层焊接条件下,采用有限元方法计算得到的焊接变形与试验结果十分吻合。 展开更多
关键词 焊接变形 温度场 有限元 数值分析 多层焊
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焊接能量对铝/铜超声波焊接接头显微组织的影响 被引量：29
6
作者 李东 赵杨洋 张延松 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期47-50,115,共4页
进行了1 mm厚铝/铜异种金属超声波焊接试验研究,分析了不同焊接能量输入对接头形貌、接合区塑性变形、原子扩散的影响.结果表明,工件在高频振动作用下,连接界面间会发生漩涡状塑性变形,形成局部机械自锁,有助于实现超声波接头的有效连接... 进行了1 mm厚铝/铜异种金属超声波焊接试验研究,分析了不同焊接能量输入对接头形貌、接合区塑性变形、原子扩散的影响.结果表明,工件在高频振动作用下,连接界面间会发生漩涡状塑性变形,形成局部机械自锁,有助于实现超声波接头的有效连接.焊接能量较小时,结合区域塑性变形量小,局部区域无法形成连接;焊接能量过大时,接合区域会出现空穴.SEM和EDS分析表明,能量过高时(2 000 J),接触界面区域会形成薄金属间化合物层,其主要成分为Al4Cu9. 展开更多
关键词 超声波焊接 异种金属 焊接能量 塑性变形
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大型底板结构焊接顺序控制变形数值分析 被引量：27
7
作者 闫德俊 刘雪松 +1 位作者 周广涛 方洪渊 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期55-58,共4页
利用非线性有限元方法对某大型结构底板焊接顺序进行数值模拟计算,建立了疏密过渡的有限元模型.使用随温度变化的材料热-力参量,采用高效率的移动串状双椭球热源模型,定性地对比了不同焊接顺序及不同约束情况下底板挠曲变形量数值大小.... 利用非线性有限元方法对某大型结构底板焊接顺序进行数值模拟计算,建立了疏密过渡的有限元模型.使用随温度变化的材料热-力参量,采用高效率的移动串状双椭球热源模型,定性地对比了不同焊接顺序及不同约束情况下底板挠曲变形量数值大小.结果表明,先焊底板比先焊筋板方法挠曲变形小;底板两条纵、长焊缝分别焊接比同时焊接方法挠曲变形小;使用刚性平台约束焊接比自由焊接挠曲变形小;筋板两侧横、短焊缝同时焊接不会产生扭曲变形;焊接结构的挠曲变形与结构的中性轴密切相关. 展开更多
关键词 数值模拟 焊接变形 焊接顺序 中性轴
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高速机车构架侧梁的焊接顺序 被引量：26
8
作者 崔晓芳 岳红杰 +1 位作者 兆文忠 马君 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期101-104,108,共5页
控制高速机车转向架构架侧梁的焊接变形是控制构架生产质量的关键。以热弹塑性理论为基础,基于热-机耦合算法创建了侧梁热弹塑性仿真模型,采用M arc软件,分别研究了内部焊缝和外部主焊缝焊接顺序对侧梁焊接变形量的影响,得到了焊接顺序... 控制高速机车转向架构架侧梁的焊接变形是控制构架生产质量的关键。以热弹塑性理论为基础,基于热-机耦合算法创建了侧梁热弹塑性仿真模型,采用M arc软件,分别研究了内部焊缝和外部主焊缝焊接顺序对侧梁焊接变形量的影响,得到了焊接顺序影响变形的规律,为实际生产过程中控制高速机车转向架构架的焊接质量提供了可靠的依据。为了避免计算仿真模型过于庞大,计算效率低下等问题,在创建该数值仿真模型中,采用了分段移动的串热源模型和并行计算技术等,从而使数值仿真领域中最复杂的焊接过程仿真得以直接应用工程中。 展开更多
关键词 高速动力车 转向架构架 焊接变形 焊接顺序 数值仿真
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热变形的固有应变预测法及实例 被引量：24
9
作者 罗宇 邓德安 +1 位作者 江晓玲 朱枳锋 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期17-20,共4页
阐述了以固有应变为基础的弹性板单元有限元残余变形预测法。通过金属结构的焊接变形的预测和船板的线状加热弯曲成形变形计算的实例,验证了固有应变为基础的弹性板单元有限元残余变形预测法在热加工过程中应用的可行性。
关键词 固有应变 焊接变形 弯曲成形 有限元计算
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大型钢结构厚板对接焊接变形试验研究 被引量：25
10
作者 曾志斌 史志强 史永吉 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期33-39,共7页
针对国内外现有预测钢板对接焊接变形的经验公式不适用于大型钢结构厚板的现状,结合南京长江第三大桥钢塔的制造,开展厚板足尺模型对接焊接变形试验研究。结果表明:为了减小焊接变形,必须对厚板对接坡口尺寸进行优化,并采用合理的焊接顺... 针对国内外现有预测钢板对接焊接变形的经验公式不适用于大型钢结构厚板的现状,结合南京长江第三大桥钢塔的制造,开展厚板足尺模型对接焊接变形试验研究。结果表明:为了减小焊接变形,必须对厚板对接坡口尺寸进行优化,并采用合理的焊接顺序,对于非对称X形坡口,宜先焊大坡口侧,后焊小坡口侧,对于不同板厚应合理预设反变形;结构自重对焊接变形影响较大;厚板对接焊接的横向变形随板厚的增加而线性增大;纵向变形与焊缝面积成正比,且随着板厚增加而减小;角变形随板厚的增加呈指数趋势减小。依据试验结果,给出厚板对接焊接横向、纵向变形和角变形的预测经验公式。 展开更多
关键词 大型钢结构 厚板对接焊 焊接变形 试验研究 预测
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基于人工神经网络的船舶高强钢焊接变形分析预测 被引量：16
11
作者 刘黎明 梁国俐 +3 位作者 刘玉君 郑赞 张崇华 刘培晟 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期27-29,33,共4页
以新型船舶高强钢为主要对象 ,在物理模拟试验和有限元分析基础上 ,通过人工神经网络建立船舶分段钢结构焊接变形数值模拟模型 ,仿真焊接工艺参数、板材厚度、焊接顺序等因素对船体钢结构变形的影响 ,探索抑制船舶高强钢焊接变形的有效... 以新型船舶高强钢为主要对象 ,在物理模拟试验和有限元分析基础上 ,通过人工神经网络建立船舶分段钢结构焊接变形数值模拟模型 ,仿真焊接工艺参数、板材厚度、焊接顺序等因素对船体钢结构变形的影响 ,探索抑制船舶高强钢焊接变形的有效途径。仿真结果表明 ,在各种因素中组焊顺序是影响焊接变形的主要因素 ,通过选择小电流同向分段退焊工艺将有效抑制船体分段钢结构焊接过程中产生的变形 ;采用上述方式建立的模型可以快速预测、预报船舶高强钢焊接过程中产生的变形量 ,为新型船舶研制、生产提供真正的理论指导 。 展开更多
关键词 人工神经网络 船舶 高强钢 焊接变形
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钢结构焊接变形控制 被引量：24
12
作者 吕仲 韩巧珍 《电焊机》 北大核心 2011年第8期73-74,85,共3页
在钢结构的焊接过程中,由于焊接区域的局部收缩和应力作用将产生焊接变形,焊接变形会影响钢结构的尺寸精度、安装要求和施工进度。阐述了焊接变形的控制方法和减小焊接应力的一些措施。从焊缝坡口设置、选择合理的焊接顺序、采取反变形... 在钢结构的焊接过程中,由于焊接区域的局部收缩和应力作用将产生焊接变形,焊接变形会影响钢结构的尺寸精度、安装要求和施工进度。阐述了焊接变形的控制方法和减小焊接应力的一些措施。从焊缝坡口设置、选择合理的焊接顺序、采取反变形措施和对称焊接四个方面可有效减小钢结构的焊接变形;从焊缝设计、焊接材料和焊接参数选择、焊接工艺布局、适当的热处理措施和振动时效处理五个方面来降低钢结构的焊接应力。 展开更多
关键词 焊接变形 应力 控制措施
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坡口形式对Q345/SUS304异种钢对接接头残余应力和变形的影响 被引量：21
13
作者 蔡建鹏 叶延洪 +1 位作者 张彦杰 邓德安 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期55-61,共7页
近年来,异种钢焊接接头在工业应用上越来越广泛。在焊接中、厚板的异种钢接头时,为了获得全焊透接头通常需要在工件上准备坡口。由于坡口处需要填充焊缝金属,因此不同的坡口要采用不同的热输入和焊道布置。理论上而言,不同热输入和焊道... 近年来,异种钢焊接接头在工业应用上越来越广泛。在焊接中、厚板的异种钢接头时,为了获得全焊透接头通常需要在工件上准备坡口。由于坡口处需要填充焊缝金属,因此不同的坡口要采用不同的热输入和焊道布置。理论上而言,不同热输入和焊道布置对焊接残余应力与变形会有影响。采用数值模拟与试验手段相结合的方法研究坡口形式对Q345与SUS304异材对接接头的残余应力与变形的影响。以有限元软件ABAQUS为平台,开发热-弹-塑性有限元数值计算方法来模拟板厚为10 mm的V形和X形坡口Q345/SUS304异种钢平板多道焊对接接头的温度场、应力场和焊接变形。采用盲孔法测量V形坡口接头表面的焊接残余应力;分别采用游标卡尺和三坐标仪测量V形和X形坡口接头的横向收缩和角变形。通过比较可知,不论是焊接残余应力还是焊接变形,计算结果与试验结果都吻合较好,验证了计算方法的有效性。研究结果表明,在Q345母材与焊缝交界处的应力分布均出现不连续的现象,而且接头中SUS304侧的高拉伸残余应力区域明显宽于Q345侧。数值结果表明,坡口形式对纵向残余应力的峰值影响较小,而对横向残余应力的峰值有一定影响。试验和数值模拟结果显示V形坡口接头的横向收缩和角变形明显大于X形坡口接头的值。 展开更多
关键词 异种钢焊接 有限元 坡口形式 残余应力 焊接变形
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我国高速列车铝合金车体焊接变形控制方法研究现状 被引量：21
14
作者 薛健 刘囝 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2012年第17期188-190,共3页
论述了我国高速列车铝合金车体焊接变形及变形控制方法的研究现状,并对该领域的发展趋势进行了展望。
关键词 高速列车 铝合金 焊接变形 变形控制
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船舶焊接变形的控制与矫正 被引量：20
15
作者 刘志刚 《船海工程》 2002年第1期19-20,共2页
分析焊接变形产生的原因和种类 ,强调在船体设计、结构设计、施工工艺等工作中应充分考虑如何控制焊接变形 。
关键词 焊接变形 控制 矫正 船舶 船体结构 施工工艺
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Q345钢激光焊与气体保护焊的焊接变形与残余应力对比 被引量：19
16
作者 毛志涛 蒲晓薇 +2 位作者 汪维登 叶延洪 邓德安 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期119-128,共10页
分别采用气体保护焊(GMAW)和激光焊(LBW)焊接板厚为2.8mm的Q345低合金高强钢对接接头,并测量了对接接头的面外变形。基于Abaqus软件平台,开发了同时考虑材料非线性与几何非线性的热-弹-塑性有限元算法。利用开发的算法计算了GMAW和LBW... 分别采用气体保护焊(GMAW)和激光焊(LBW)焊接板厚为2.8mm的Q345低合金高强钢对接接头,并测量了对接接头的面外变形。基于Abaqus软件平台,开发了同时考虑材料非线性与几何非线性的热-弹-塑性有限元算法。利用开发的算法计算了GMAW和LBW两种焊接方法的焊接温度场、焊接变形和残余应力。模拟温度场时,采用等密度椭球热源模拟GMAW的热输入,分别采用高斯分布锥形体热源、由等密度半椭球热源与锥形体热源组成的复合热源模拟LBW的热输入。数值模拟结果和试验结果表明,焊接2.8mm厚的Q345钢板对接接头时,LBW产生的面外焊接变形明显小于GMAW;LBW在焊缝附近产生的纵向高拉伸应力区域范围明显小于GMAW,且两者的纵向与横向残余应力分布形态也有较大差异。此外,模拟激光焊时,虽然高斯分布锥形体热源与复合热源模型在板厚方向的热流密度分布不同,但两者产生的焊接变形差异很小,焊接残余应力分布也基本一致。数值模拟结果对两种激光热源模型并不十分敏感。 展开更多
关键词 激光技术 焊接变形 残余应力 数值模拟 激光焊 气体保护焊
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铝合金薄板MIG焊焊接变形仿真预测的工程应用 被引量：20
17
作者 李晓东 李春广 +1 位作者 朱志民 徐凤林 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期104-108,118,共5页
铝合金薄板因其材料和结构的特殊性,其焊接变形很难控制,由此造成的焊接质量问题一直是轨道交通行业的焦点问题,文中以MIG焊制造铝合金车体薄板为研究对象,应用数值模拟技术开展焊接变形的仿真预测,基于成熟的移动热源法,以分段温度函... 铝合金薄板因其材料和结构的特殊性,其焊接变形很难控制,由此造成的焊接质量问题一直是轨道交通行业的焦点问题,文中以MIG焊制造铝合金车体薄板为研究对象,应用数值模拟技术开展焊接变形的仿真预测,基于成熟的移动热源法,以分段温度函数法的高效计算方法,模拟了2.2 mm厚度车体端墙顶板的焊接过程,得到了焊接仿真熔池和焊后变形数值,与实测变形值误差在20%以内.结果表明,仿真熔池形貌与焊接熔池形貌基本吻合,反变形及仿真结构与现场焊接趋势吻合,控制压臂力度、压头位置、焊接顺序、反变形量等参数优化了端墙顶板的焊接工艺. 展开更多
关键词 铝合金 车体薄板 焊接变形 仿真预测
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应用三维激光扫描法测量板材的焊接变形 被引量：17
18
作者 何洪文 赵海燕 +1 位作者 钮文翀 王鹏 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期9-12,113,共4页
提出一种应用非接触式三维激光扫描仪测量对接试样焊接变形的新方法.在板材上钻孔并放置钢珠用于精确定位,焊接前后应用激光扫描仪对板材和钢珠进行扫描,输出相应的点云文件.应用逆向工程软件Imageware对构件焊接前后的点云文件进行分... 提出一种应用非接触式三维激光扫描仪测量对接试样焊接变形的新方法.在板材上钻孔并放置钢珠用于精确定位,焊接前后应用激光扫描仪对板材和钢珠进行扫描,输出相应的点云文件.应用逆向工程软件Imageware对构件焊接前后的点云文件进行分析和处理,最终得到钢珠球心在焊板上的垂直距离的点的三维坐标.结果表明,该方法解决了由于高温带来的测量点定位困难的问题,可精确计算焊接变形过程中的角变形、弯曲变形等,对于深入研究焊接变形的机理、实现焊接变形的精确控制具有重要意义. 展开更多
关键词 焊接变形 对接试样 三维激光扫描 角变形 弯曲变形
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预测船体分段焊接变形方法概述 被引量：13
19
作者 李鸿 任慧龙 曾骥 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2005年第5期55-58,共4页
船体分段在焊接过程中产生的焊接变形会使船体结构强度降低,精确预测和控制焊接变形是现代造船工艺的要求.焊接变形分析方法包括实验法、解析法、数值分析法、等效载荷法等,常用的是后两种方法.数值分析法采用热弹-塑性有限元模型精确... 船体分段在焊接过程中产生的焊接变形会使船体结构强度降低,精确预测和控制焊接变形是现代造船工艺的要求.焊接变形分析方法包括实验法、解析法、数值分析法、等效载荷法等,常用的是后两种方法.数值分析法采用热弹-塑性有限元模型精确模拟焊接现象,但计算工作量大;等效载荷法计算焊接区域的固有应变,并将其转化为等效载荷,进而应用弹性有限元分析求得整个结构的焊接变形. 展开更多
关键词 船舶 焊接变形 固有应变 等效载荷法 热弹-塑性分析 船体分段
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热源形状参数对薄板焊接残余应力和变形的影响 被引量：18
20
作者 王能庆 童彦刚 邓德安 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期97-100,118,共4页
采用热-弹-塑性有限元方法模拟焊接残余应力和变形时,对于移动热源模型形状参数的选取,在大多数情况下大都是根据研究者的经验来确定.然而对于热源模型形状参数对焊接残余应力和变形的影响尚不十分明确.基于ABAQUS有限元软件,以高强钢SM... 采用热-弹-塑性有限元方法模拟焊接残余应力和变形时,对于移动热源模型形状参数的选取,在大多数情况下大都是根据研究者的经验来确定.然而对于热源模型形状参数对焊接残余应力和变形的影响尚不十分明确.基于ABAQUS有限元软件,以高强钢SM490A单道TIG焊为例,通过建立三维有限元模型和采用双椭球体积移动热源模型,研究了热源模型形状参数对焊接残余应力和变形的影响.结果表明,热源模型形状参数对焊接残余应力影响较小,而对焊接变形,尤其是对角变形有一定程度的影响. 展开更多
关键词 热源模型 焊接残余应力 焊接变形 数值模拟
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