压水堆蒸汽发生器安全端异种金属焊接残余应力场分析

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1、西安科技大学硕士学位论文压水堆蒸汽发生器安全端异种金属焊接残余应力场分析专业名称：机械设计及理论作者姓名：王英儒指导教师：薛河学位论文独创性说明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：日期：学位论文知识产权声明书本人

2、完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安科技大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本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和汇编本学位论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西安科技大学。保密论文待解密后适用本声明。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日论文题目：压水堆蒸汽发生器安全端异种金属焊接残余应力场分析专业：机械设计及理论硕士生：

3、王英儒(签名)指导教师：薛河(签名)摘要压水堆蒸汽发生器安全端在焊接过程中会产生较大的残余应力，而焊接残余应力是导致安全端焊接接头产生应力腐蚀开裂的主要原因之一。焊接接头残余应力大小和分布受到几何结构和焊接热应力等因素的影响。为了了解压水堆蒸汽发生器安全端异种金属焊接接头残余应力的大小和分布情况，本文采用ABAQUS软件对压水堆核电站蒸汽发生器安全端焊接过程进行数值仿真分析，主要研究内容如下：以异种金属平板对接焊为研究对象，建立了焊接结构三维有限元模型，编制了DFLUX热源模型，并利用ABAQUS软件计算得出了焊接过程中的瞬时温度场；

4、通过分析瞬时温度场中的热源分布和热循环曲线，得出了焊接过程温度场的分布特征；采用顺序耦合方法将温度场以热载荷的形式加载到应力分析模型，得到了异种金属平板对接焊残余应力场分布规律。采用1/8圆筒对接焊简化模型，以及考虑实际焊接环境下热载荷和力学边界条件的前提下，对压水堆蒸汽发生器安全端异种金属焊接接头的温度场和残余应力场进行了数值模拟分析。得出了蒸汽发生器安全端焊接过程中瞬时温度场分布特征和残余应力场分布规律。本研究为准确分析压水堆蒸汽发生器安全端异种金属焊接接头残余应力分布提供了一定的基础，也为安全端焊接接头应力腐蚀开裂及疲劳断裂的分

5、析提供一定参考。关键词：蒸汽发生器安全端；ABAQUS，异种金属焊接接头；温度场；残余应力场研究类型：应用基础研究本论文受到国家自然科学基金(51475362)以及教育部博士点基金(20136121110001)项目的资助。Subject：AnalysisofDissimilarMetalWeldingResidualStressFieldinPWRSteamGeneratorSafeEndSpecialty：MechanicalDesignandTheoryName：YingruWang(Signature)Supervisor：H

6、eXue(Signature)ABSTRACTResidualstressareusuallyproducedintheweldingprocessofpressurizedwaterreactor(PWR)steamgeneratorsafetyend,whichisoneofthemainreasonsofstresscorrosioncracking.Theintensityanddistributionofresidualstressisaffectedbythegeometricstructureandweldingheat

7、stressoftheweldingjoints.TofurtherresearchtheintensityanddistributionofresidualstressatthedissimilarmetalweldingjointofPWRsteamgeneratorsafetyend,ABAQUSsoftwarewasusedtocarryonmaincontentsbelowasfollows:Objecttothemetaltabletbuttwelding,athree-dimensionalinfiniteelement

8、modeloftheweldingstructureandaDFLUXheatsourcemodelwerebuilt.Inaddition,thetransienttemperaturefieldduringthewe