中国低活化马氏体钢tig焊焊接的三维数值模拟

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1、江苏大学硕士学位论文摘要CLAM钢(ChinaLowActivationMartensiticSteel)是中国研制的具有完全自主知识产权的低活化马氏体钢，是我国在ITER(国际热核聚变实验堆、)实验包层模块研究中的首选材料，作为焊接结构件在包层模块中得到大量应用，因此CLAM钢的焊接性是其走向实际应用的关键技术之一。目前，我国已经开展了对CLAM钢热等静压扩散焊接的初步研究，为了适应聚变堆包层模块制造的发展需求，其它焊接工艺如激光焊、氩弧焊、电子束焊以及焊接的热模拟分析等研究工作显得尤为重要和紧迫。本文应用ANSYS有限元分析软件建

2、立了平板对接焊和T形焊的三维有限元数学模型，并利用APDL(ANSYSParametricDesignLanguage)参数化语言实现了焊接热源的移动加载及参数化建模过程。对CLAM钢焊接过程的温度场、焊后残余应力与变形情况进行了模拟分析。在不考虑相变情况下对平板对接焊和T形焊的温度场、焊后焊件上的残余应力分布和焊后变形进行了分析；探讨了焊件不同位置在焊接过程中经历的焊接热循环以及不同时刻下焊件的温度分布；分析了沿不同路径的焊后残余应力分布情况；并利用X射线衍射法对平板对接焊焊后焊件上的残余应力分布进行了测量，并与模拟结果进行对比分析

3、，模拟结果与实验结果吻合较好，从一定程度上证明了模型的有效性。关键词：CLAM钢，有限元分析，温度场，残余应力，变形江苏大学硕士学位论文AbstractAsonekindofRAFM(ReducedActivationFerrite／Martensitic)steels，CLAM(ChinaLowActivationMartensitic)steeliSdevelopedanditspropertyrightiscompletelyownedbyChina．Itisworthtobethepreferredmaterialandlar

4、gelyappliedasthestructuralinChina’SITER(InternationalThermonuclearExperimentalReactor)testblanketmodule．ThereforetheresearchofCLAMsteel’Sweldingpropertyisimperative．Atpresent，primarystudyonhotisostaticpressingdiffusionweldinghasbeencardedoutinchina，inordertosatisfythere

5、quirementsoffusionreactorsblanketmoduledevelopment，theotherweldingprocesssuchaslaserwelding，argonarcwelding，electronbeamweldingandtheweldingthermalsimulationtechniqueareespeciallyimportantandurgent．ThreedimensionalfiniteelementnumericalmodelofbuttplatesweldingandT-shape

6、weldingwereestablishedusingFEAsoftware--ANSYS．DynamicsimulationofthemovingoftheweldingheatsourceandparametricmodelingwererealizedbyusingAPDL(ANSYSParametricDesignLanguage)．Weldingtemperaturefield，weldingresidualstressdistributionandstructuredistortionproblemafterwelding

7、weresimulatedandanalyzed．Theheatrecycleofdifferentpositionandthetemperaturedistributiononconditionsofdifferenttimewerediscussed；analyzedweldingresidualstressdistributionalongthepathsandstructuredistortionproblemafterweldingtakingnoaccountofthephasetransition；simulativer

8、esultsofresidualstressdistributionofbuttplatesweldingwasverifiedbyx—raydiffractionmeasurementandthesimulatingr