q235厚板焊接残余应力数值模拟本科毕设论文.doc

毕业设计（论文）题目Q235厚板焊接残余应力数值模拟学生姓名刘武超学号2008106107专业材料成型及控制工程班级20081061指导教师评阅教师完成日期2012年5月15日学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士学位论文评选机构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。本学位论文属于1、保密□，在_________年解密后适用本授权书。2、不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：年月日导师签名：年月日目录摘要1前言21绪论31.1课题来源和意义31.2国内外研究现状41.3研究的主要内容52模拟分析过程72.1有限元分析软件ANSYS简介72.2有限元模型的建立72.3加载计算113模拟结果及分析153.1温度场模拟153.2应力场的模拟174全文总结与展望224.1全文总结224.2未来的展望22致谢24参考文献25附录27Q235厚板焊接残余应力数值模拟学生：刘武超指导教师：余海洲（三峡大学机械与材料学院）摘要：本文首先综述了目前国内外对焊接残余应力研究进展，在此基础上提出了本文的研究目的和意义。运用有限元软件ANSYS的APDL语言编写模拟焊接瞬态过程程序进行热-结构耦合分析，对Q235钢、钢两种材料之间的对接接头的温度场和应力场进行数值模拟分析，得到温度和残余应力在接头的连续分布规律：在接近焊缝较窄的一个区域内产生拉应力，在其相邻区域产生压应力。关键词：有限元数值模拟残余应力温度场Abstract:Inthisarticle,thedevelopmentandpresentresearchsituationoftheweldingresidualstresshavebeencriticallyoverviewed,baseonthis,webringupthepurposeandsenseofthisarticle.Carryonthehot-structurecouplinganalysisusingtheANSYSAPDLlanguagesimulationweldingtransientstateprocessprocedure,whichtosimulateanalysisonthetemperatureandstressfieldofthelapjointsofQ235steel,steelbetweenthetwomaterials.thengetthedistributionofthetemperaturefieldandresidualstress:Thereisatensionstressneartheweldbead,thereisacompressstressinotherareas.Keyword:Finiteelement;NumericalSimulation;Residualstress;Temperaturefield.前言焊接是一个涉及传热学、电磁学、材料冶金学、固体和流体力学等多学科交叉的复杂过程。由焊接产生的动态应力应变过程及其随后形成的残余应力，是导致焊接裂纹和接头强度与性能下降的重要因素。迄今为止，焊接残余应力一直是人们关注的热点问题，仍是焊接生产领域中迫切需要解决的问题。近年来，国内外学者对此进行了大量的研究，取得了丰硕的成果。中厚钢板是焊接结构生产中不可缺少的重要材料，被广泛应用于国防、交通运输、能源、和建筑等重要国民经济部门。钢结构体系具有自重轻、抗震性能优、施工周期短、安装速度快、投资回报快、绿色无污染等优点，从一定程度上反映了国家的综合经济实力和建筑技术的发展水平，得到了世界各国的广泛的应用和大力推广，钢结构体系的应用在欧美已经有几十年的发展历史，其施工快、回收利用便利等诸多优点是其他结构形成所无可比拟的，并逐渐成为顺应时代发展趋势的高效结构体系。本文通过用有限元方法模拟研究平板对接焊接焊缝温度场分布、残余应力分布、温度场与残余应力的关系，不仅可以从中得到焊接残余应力的影响因素，了解焊接残余应力在连续分布规律，全面掌握结构的特性，而且可以通过优化焊接方法、顺序和工艺，控制（减小）焊接应力和变形，另外还可以节约大量的实验费用，有效地缩短研制和开发周期，因此是一种高效低成本的优化工艺的方法和预测与控制技术。本文是