預(yù)測(cè)大型薄板結(jié)構(gòu)焊裝變形的一種實(shí)用方法

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預(yù)測(cè)大型薄板結(jié)構(gòu)焊裝變形的一種實(shí)用方法

由于熔焊工藝的高生產(chǎn)率，其被廣泛應(yīng)用于組裝船舶、汽車和旅客列車等大型薄板結(jié)構(gòu)。然而，焊接引起的變形在組裝過程中往往是不可避免的。焊接變形不僅會(huì)降低焊接結(jié)構(gòu)的制造精度，而且會(huì)由于修正工作而降低效率。如果焊接變形可以采用實(shí)用方法進(jìn)行事先預(yù)測(cè)，則可以采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣砜刂瞥叽缇?。有兩種方法可用于預(yù)測(cè)焊接變形和殘余應(yīng)力：①熱彈塑性有限元（FE）分析方法，該方法將焊接視為一個(gè)瞬態(tài)非線性過程；②固有應(yīng)變方法，將固有應(yīng)變作為初始應(yīng)變，根據(jù)彈性有限元分析計(jì)算出變形和殘余應(yīng)力。本文整合這兩種方法，使之成為基于固有應(yīng)變理論和界面單元開發(fā)的對(duì)焊裝過程產(chǎn)生積累變形進(jìn)行預(yù)測(cè)的一種彈性有限元方法。

開發(fā)的FE有限元分析軟件主要是為工程師提供一個(gè)實(shí)用的工具，用于分析并改進(jìn)產(chǎn)品的幾何精度和尺寸精度。事實(shí)上，“實(shí)用”主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：使用的難易程度；可能的影響因素，如焊接產(chǎn)生的局部收縮以及依賴于裝配過程的間隙和偏差，這都將影響最終的變形。對(duì)于難易程度，固有變形概念的引入可以抑制與瞬態(tài)現(xiàn)象有關(guān)的時(shí)間并整合固有應(yīng)變的空間。通過接口元件可以合理地顯示間隙和偏差。

刊名：Welding in the World（英）

刊期：2013年第56期

作者：Hidekazu Murakawa et al

編譯：朱延蕾