管道环形焊缝残余应力数值模拟分析及焊接工艺优化的中期报告.docx

管道环形焊缝残余应力数值模拟分析及焊接工艺优化的中期报告
摘要：
随着工业化的发展，管道在各个领域都得到了广泛应用。然而，在管道的制造和使用过程中，焊接是一个重要的工艺。焊接工艺的不合理会导致管道环形焊缝残余应力，引起管道的变形和破裂，影响管道的使用寿命和安全性。
本文基于有限元方法，对管道环形焊缝的残余应力进行数值模拟分析，并通过分析模拟结果，对焊接工艺进行优化。首先，建立了管道环形焊缝的三维有限元模型。其次，设置了不同的焊接参数，模拟了焊接过程中的温度场和残余应力场，并进行了比较分析。最后，针对不同焊接参数下的残余应力场，提出了相应的焊接工艺优化方法。
本次研究结果表明，管道环形焊缝的残余应力与焊接参数密切相关，不同的焊接参数会对管道环形焊缝的残余应力产生不同的影响。在此基础上，通过合理调整焊接电流、焊接速度和焊接功率等焊接参数，可以有效降低管道环形焊缝的残余应力，提高管道的使用寿命和安全性。
关键词：管道；环形焊缝；残余应力；数值模拟；焊接工艺优化
Abstract：
Withthedevelopmentofindustrialization,pipelineshavebeenwidelyusedinvariousfields.However,weldingisanimportantprocessinthemanufactureanduseofpipelines.Theunreasonableweldingprocesscancauseresidualstressinthecircumferentialweldofthepipeline,causingdeformationandruptureofthepipeline,affectingtheservicelifeandsafetyofthepipeline.
Basedonthefiniteelementmethod,thispapernumericallysimulatestheresidualstressofthecircumferentialweldofthepipelineandoptimizestheweldingprocessthroughanalyzingthesimulationresults.Firstly,athree-dimensionalfiniteelementmodelofthecircumferentialweldofthepipelineisestablished.Secondly,differentweldingparametersaresettosimulatethetemperaturefieldandresidualstressfieldduringtheweldingprocess,andcomparativeanalysisiscarriedout.Finally,correspondingweldingprocessoptimizationmethodsareproposedfortheresidualstressfieldunderdifferentweldingparameters.
Theresearchresultsshowthattheresidualstressofthecircumferentialweldofthepipelineiscloselyrelatedtotheweldingparameters,anddifferentweldingparameterswillhavedifferenteffectsontheresidualstressofthecircumferentialweldofthepipeline.Onthisbasis,byadjustingtheweldingparameterssuchasweldingcurrent,weldingspeed,andweldingpowerreasonably,theresidualstressofthecircumferentialweldofthepipelinecanbeeffectivelyreduced,andtheservicelifeandsafetyofthepipelinecanbeimproved.
Keywords:pipeline;circumferentialweld;residualstress;numericalsimulation;weldingprocessoptimization.