本科毕业设计---不同厚度堆焊层表面残余应力分析.doc

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1、硕士学位论文不同厚度堆焊层表面残余应力分析analysisonsurfaceresidualstressofdifferentdepthSurfacinglayer作者姓名指导教师学科专业二0一三年十一月硕士学位论文不同厚度堆焊层表面残余应力分析analysisonsurfaceresidualstressofdifferentdepthSurfacinglayer作者姓名指导教师学科专业二0一三年十一月学位论文书脊样式：关于论文使用授权的说明本学位论文作者及指导教师完全了解有关保留、使用学位论文的规定，同意保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文

2、被查阅和借阅，学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。保密的学位论文在解密后应遵守此协议学位论文作者签名：____________导师签名：_____________年月日年月日学校代码分类号密级UDCanalysisonsurfaceresidualstressofdifferentdepthSurfacinglayer不同厚度堆焊层表面残余应力分析硕士学位论文作者姓名指导教师申请学位学科专业研究方向致谢本论文是在材料科学与工程学院老师的悉心指导下完成的,衷心感谢我的导师教授!感谢老师几年来

3、为我所做的一切和给予我的无私的帮助,老师渊博的学识和严谨的治学态度时刻感染我,激励我奋进;他孜孜不倦、言传身教的工作作风不仅使我学有长进,也使我在如何做人方面受益匪浅,在此向他表示我最真诚的感谢！在攻读硕士期间,还得到了许多人的帮助。感谢刘老师、王老师在实验过程中及生活上给予我的帮助！另外,周、王等同学在生活上给予我很多支持,在此表示感谢!感谢我的家人在学习和生活上给予我无微不至的关怀和支持,使我能够心无旁鹜的去完成学业！在此,向一切帮助过我的老师、同学和亲人致以我最真挚的谢意！最后向所有关心过我,帮助过我的人表示我最衷心的谢意,感谢他们!摘要本文以Q235焊接钢板

4、为研究对象，采用模拟应力应变场和盲孔法测量两种方式探究不同厚度堆焊层对焊接残余应力的影响。通过模拟结果和实验结果分析，明确了不同厚度堆焊层表面残余应力分布规律。本文通过建立4种厚度的焊道，在有限元软件MSC.Marc中进行数值模拟，利用Marc单元和热-结构耦合功能分析进行焊接过程仿真。给出了沿焊缝不同方向的三维残余应力分布曲线，对比不同厚度堆焊层在纵向的应力及应变的不同，确定不同厚度堆焊层的表面焊接残余应力的分布规律。得出主要结论为堆焊层厚度为2mm、3mm、4mm、5mm焊缝处的纵向拉应力分别为191MPa、305MPa、423MPa、628MPa。即随着堆焊层

5、厚度的增加其表面残余应力增加。为了验证模拟结果准确性，在母材Q235低碳钢板上铣出不同厚度的沟槽，用D112焊条进行手工电弧堆焊，得到不同厚度堆焊层，再利用盲孔法测量堆焊层中的残余应力值。实验结果为堆焊层厚度为2mm、3mm、4mm、5mm焊缝处的纵向拉应力分别为267MPa、353MPa、577MPa、773MPa。即随着堆焊层厚度的增加其表面残余应力增加。对比有限元模拟分析和盲孔法实测的结果，两者存在着一定的差距，这是由于在有限元模拟时，表面堆焊材料力学参数设置所导致的。但是，两者在趋势上有较好的吻合，故知有限元模拟可在提高材料参数精度的条件下，可指导堆焊过程的

6、残余应力研究。关键词：堆焊层；有限元模拟；残余应力；盲孔法；Q235-I-AbstractThepaperbasedontheweldinglowcarbonsteelQ235steelplateastheresearchobject,andblindholemethodusingsimulatedstressandstrainmeasuringtwowaystoexplorethedifferentdepthinfluenceonweldingresidualstressintherepairinglayer.Throughthesimulationresults

7、andexperimentalresultsanalysis,hasbeenclearaboutthedifferentthicknessofmeltinglayerintheresidualstressdistributionrule.Inthispaper,throughtheestablishmentofthedepthof4kindsofweldbead,thefiniteelementsoftwareMSC.Marctocarryonthenumericalsimulation,usingtheMarcunitandheat-structurecoup