预测焊接变形的简单方法研究

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1、摘要1：业的发展对焊接结构件的强度、韧性和制造精度的要求越来越高，如何快速、可靠预测焊接结构件的焊接变形对结构的多元化设计越来越重要。目前预测焊接变形的主要方法为热弹塑性法和残余塑变法，热弹塑性方法用于大型焊接结构件时(尤其遇到空间分布的几十条焊缝的情况)受到计算时间长，收敛性困难等的局限性，不便于应用。相比之下，残余塑变法却可以快速预测结构件的焊接变形，是一种简单方便的好方法。报告讨论了简单梁的焊接变形预测公式，并对存在初应变、刚性固定和预弯情况下构件的最终变形公式进行了讨论，并将之用于磁悬浮轨道功能件T棒的反

2、变形预测。由于通用软件ANSYS中应变值不能直接施加在焊缝及其附近发生塑变的单元上，报告通过给热膨胀系数赋予残余塑变值的方法，使残余塑变方法能推广到大型通用软件ANSYS中，方便残余塑变法的进一·步研究和使用。别克轿车副车架是轿车底盘前桥的一个重要组成部分，主要用做发动机、变速箱的支承，对刚度和制造精度具有较高的要求。报告用残余塑变法对前梁、后梁、左梁和右梁分总成和总成引起的焊接变形进行了有限元预测，并讨论了两种网格对副车架总成变形计算精度的影响。报告还对挖掘机下车架主件顶环面的平面度和孔的位雹度进行了分析，为考

3、虑焊接顺序的影响，对影响顶环面平面度的主要环焊缝单独进行_『有限元讨‘算，计算结果表明不同环焊缝分段交叉焊接可以降低顶环面的平i百i度。建议顶环面的平面度至少为0．5mm，孔的位置度为O．7ram。关键词：焊接变形，残余塑变，副车架，挖掘机ABSTRACTWeldingdeformationisacommonprobleminindustry．ItisimportantforweldingstructuredesignertopredictweldingdeformationquicklyandtrulyInth

4、elastdecadesresearchershavemadeeffortstopredictandcontrolweldingdeformation．TherearemainlytWOmethodswhichCanbeusedtodeterminetheweldingdefomaation：1)Thermalelastic—plasticFEMmethod．2)Residualstainmethod．Forthree—dimensionlargestructure，especiallywhereweldsare

5、distributedinspatial，predictingtheweldingdeformationusingformermethodisalmostimpossiblefortherequirementsofcalculatingtimeandlargecapacitycomputermemory．Comparingwiththethermalelastic’plasticmethod，residualstrainmethodisaneconomicalandsimplymethodinthepredict

6、ionofthelargestructure’Sweldingdeformation．ItrequiresonlyelasticFEManalysisinpredictingweldingdeformationThedeformationformulasofthesimplegirderweldinginfreestate，ininitialstrains，inclampingdevicewithandwithoutprebendingarediscussed．ThedeformationresultsofT-s

7、hapedgirderportionofmagneticlevitationsteelstructureassembly,weldinginfreestateandinclampingwithprebending，arepredictedTheresidualstrainisintroducedwithANSYScode．AcombinationoforthotropicthermalexpansioncoefficientsandauniformtemperatureloadisusedResidualstra

8、inmethodisappliedtotheweldingdeformationanalysisofthelargecomplexstructure—GM’sBuick’SchassisunderframeassemblyResidualstrainsoffront，back，left，rightgirderassemblyindividualandassemblyare