基于有限元分析钢板焊接温度场的影响因素

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1、基于有限元分析钢板焊接温度场的影响因素本文由mryoung7贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。236文章编号：1001-3997（200811-0236-02）机械设计与制造MachineryDesign＆Manufacture第11期2008年11月仉传兴1肖汉斌2（１武汉理工大学港口装卸技术重点实验室，武汉４３００６３（２武汉理工大学物流工程学院，）武汉４３００６３）Factortoweldtemperaturefieldsofarmorplateonfiniteelementsimulatedanalysi

2、sＺＨＡＮＧＣｈｕａｎ－ｘｉｎｇ１，ＸＩＡＯＨａｎ－ｂｉｎ２（１ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＴｅｃｈｎｃｌｏｇｙＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆｔｈｅＰｏｒｔＨａｎｄｌｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ４３００６３，Ｃｈｉｎａ）ＬｏｇｉｓｔｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ４３００６３，Ｃｈｉｎａ）（２ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，【摘要】利用ANSYS软件的APDL语言以及单元“死活”技术模拟焊接的填充过程，较好的模拟焊接加热过程及整个温度场的瞬态变化并实现了参数化编程；利用有限元分析软件ANSYS对钢板焊接温度场进行动态

3、模拟，建立高斯函数热源模型，对各项焊接参数的合理选择和优化提供有效的参考。关键词：焊接温度场；有限元分析；参数化编程【Abstract】Besides，AnsysParameterDesignlanguage（APDLthe）andthetechniqueofdeath-birthelementwereappliedtosimulatetheprocessofweldfilling.Theinstantaneoustransformationofthewholetemperaturefieldandheatingweresimulatedverywellinthec

4、ourseofweldingandtheparameterdesigntheprogramwasachieved.ItsimulatedtemperaturefieldsinbaseofANSYS，finiteelementanalysissoft－ware，establishedaheatsourcesmodelwithGaussianfunction，lastitassistpeopletochoosetheandatrightweldingparametersinweldingeffectively.Keywords：Temperaturefieldsofwe

5、lding；Finiteelementanalysis；Parameterdesignprogram中图分类号：TH16，O241.82文献标识码：A泊松比、弹性模量（N/m3、）热膨胀系数（1/℃、）屈服强度（MPa、）熔（℃等参数；焊接模拟属于典型的非点）（℃以及工作的初始温度）线性瞬态分析，而如今许多材料的热物理参数并不齐全，特别是在高温区接近熔化状态时还是空白；并且，某些参数如热导率和比热容，虽然随温度的变化而变化，但由于焊接过程中塑性应变的产生，使得其变化的结果与变化的过程相关，有时二者随温度变化的方向甚至相反；为解决这一问题，可以在ANSYS中输入材料在

6、典型温度值的热物理性能参数，建立相关参数的工程数据库，而对于那些未知温度处的参数可以通过插值法和外推法来确定。数值模拟技术可以节约大量实验费用，有效缩短机械产品的优化工艺的预测和控制技研制和实验周期，是一种高效低成本、术；焊接温度场是进行焊接力学分析的基础，温度对材料的力学性能有显著影响，很多材料参数是温度的非线性函数，焊接热过程直接决定了焊缝和热影响区焊后的显微组织、残余应力与变ANSYS作为融结构、流体、热、电磁、声学于一体的大型通用形；有限元分析软件，它提供的热分析、非线性结构分析以及两者之间的耦合场分析功能确保了焊接模拟的实现，而且大应变/有限转动功能和AN

7、SYS参数设计语言（APDL的扩展宏命令功能的）实现，大大降低了设计计算时间。2.2确定单元类型有限元法的第一步就是将一个连续体简化为由有限个单元组成的离散化模型，也就是有限元模型，它由一些简单形状的单元组成，单元之间通过节点连接，并承受一定载荷，而节点是空间中的坐标位置，具有一定自由度并存在相互物理作用，有限元分析就是求解节点处的自由度值，温度场分析时单元的自由度是温度；在焊接温度场分析中，单元确定还要考虑到以下几个因素：首单元必须先研究对象为三维模型就不得不考虑Z向变化的情况，为三维实体单元；其次要能进行热分析；最后所用单元还应能够进行瞬态非线性分析。根据这