基于MARC的典型焊接结构件残余应力预测及应用

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1、分类号：——UDC：密级：——编号：——工学硕士学位论文基于MARC的典型焊接结构件残余应力预测及应用硕士研究生：褚元召指导教师：盖登宇高级工程师学位级别：工学硕士学科、专业：材料加工工程所在单位：材料科学与化学工程学院论文提交日期：2009年09月论文答辩日期：2009年10月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex：U．D．C：ADissertationf6／theDegreeofM．EngResidualStressPredictionandApplicationBasedonMA

2、RCCandidate：ChuYuanzhaoSupervisor：Prof．GaiDcngyuAcademicDegreeAppliedfor：M—a，s——terofEngincoringSpecialty：MaterialsProcessingDateofSubmission：Sep，2009DateofOralExamination：Oct,2009University：HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的

3、指导下，由作者本人独立完成的■有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字)：栅鸺日期：们年f0月砑日学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允

4、许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文眦授予学位后即可口在授予学位12个月后口解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者(签字)：橱砧召日期：叫年Jo月可日导师(签字)：细叉鲈‘1年f明工旧哈尔滨工程大学硕士学位论文于两要计算机数值模拟技术在焊接领域中有广泛的应

5、用。利用数值模拟技术预测焊接温度场和应力场的分布情况能够指导工艺优化，从而得到高质量的焊接结构。焊接工艺的优化、焊接参数的选择、控制和消除焊接残余应力的方法均可由计算机完成，不必进行大量的试验工作，这样就大大地节省了人力、物力和时间，具有很大的经济效益。本论文运用大型通用有限元分析软件MARC，对中厚板对接焊结构进行了三维有限元模拟。根据焊接的实际情况，选取不同的焊接热源，并使用生死单元技术模拟实际焊料的填充过程，求解得到焊接残余应力场。数值模拟结果与实测结果对比，结果表明，采用高斯面热源与双椭球体热源结

6、合的组合热源模型，模拟的焊接残余应力与实测结果的吻合度最高。本论文运用焊接数值模拟技术对管板焊接结构进行了三维有限元模拟，考虑焊接工艺条件对焊接残余应力场的影响，焊接工艺条件包括大小焊缝、焊接顺序、熔修处理和超声波冲击处理。研究结果表明，采用双椭球体热源，并使用生死单元技术模拟实际焊料的填充过程，得到焊接工艺的最佳方案为：大焊缝外形、两面交替焊接、熔修处理和超声波处理。关键词：数值模拟；MARC；焊接应力场；组合热源：焊接工艺哈尔滨工程大学硕士学位论文AbstractComputernumericalsi

7、mulationtechnologyhaswidelyusedintheweldingfield．Temperaturefiledandweldingresidualstressfielddistributionwascalculatedbasedoncomputernumericalsimulation．Itisusefultooptimizedweldedprocess，ThenthehJIghqualityofweldstructureWasobtained．Thebestprocesses，wel

8、dingparameterselection,controlandeliminationofweldingresidualstresscanbecompletedbycomputerinsteadofsubstantialexperimentalworkinworkshoporlaboratory．Ithasgreateconomicbenefitsbygreatlysavingmanpower,materialandtime