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基于有限元软件 ABAQUS，开发可同时考虑材料非线性、几何非线性和移动热源的热?弹?塑性有限元计算方法来模拟焊接过程中的热?力学耦合行为。以3 mm厚的6061-T651铝合金薄板TIG焊单道重熔和MIG对接接头为例，模拟分析焊接过程中的温度场、残余应力和焊接变形。同时，采用实验方法测量两种焊接接...

关键词: 铝合金 , 横向收缩 , 面外变形 , 数值模拟

固态相变对P92钢焊接接头残余应力的影响^*

邓德安 , 张彦斌 , 李索 , 童彦刚

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2015.00371

采用光学显微镜、显微硬度仪和盲孔法研究了P92钢平板焊接接头的微观组织、显微硬度和表面残余应力分布. 同时, 基于SYSWELD软件开发了考虑材料固态相变的热-冶金-力学耦合的有限元计算方法, 并采用该方法模拟了P92钢的Satoh试验和单道堆焊接头的温度场及应力场分布, 探讨了固态相变引起的体积变化、屈服强度变化和相变塑性(TRIP)对焊接残余应力形成过程及最终残余应力分布的影响. 实验结果表明, P92钢平板焊接接头焊缝组织为淬火马氏体, 其平均显微硬度为440 HV, 母材(BM)组织为回火马氏体, 其显微硬度为240 HV. Satoh试验的数值模拟表明, 固态相变引起的体积变化和屈服强度变化不仅对残余应力的形成过程及最终应力的分布和峰值大小有显著影响, 甚至可以改变应力的符号; 而TRIP效应则具有减缓因体积膨胀和屈服强度变化所引起应力变化趋势的作用. 进一步的计算结果表明, P92钢堆焊接头焊缝和热影响区(HAZ)的纵向残余应力为压应力, 而靠近HAZ的BM上存在较大的纵向拉应力, 峰值为600 MPa, 该值超过了P92钢的室温屈服强度; 整个焊接接头的横向残余应力峰值为130 MPa, 远小于其纵向残余应力的峰值. 数值计算结果与盲孔法测量得到的结果比较吻合, 表明了所开发的热-冶金-力学耦合的有限元计算方法有较高的计算精度.

关键词: 固态相变 , Satoh试验 , 残余应力 , TRIP , SYSWELD , 数值模拟

用可变长度热源模拟奥氏体不锈钢多层焊对接接头的焊接残余应力

邓德安 , 清岛祥一

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2009.00521

采用可变长度热源模型对奥氏体不锈钢平板多层焊对接接头的残余应力进行了数值模拟,同时也用实验方法测量了平板对接接头上下表面的残余应力.通过比较由热弹塑性有限元计算得到的残余应力与由电阻应变片法测量得到的实验结果得知,采用该模型对多层焊对接接头残余应力的数值模拟,不仅可以大大缩短计算时间,也可以得到较高...

关键词: 焊接残余应力 , 数值模拟 , 奥氏体不锈钢 , 可变长度热源

退火温度对SUS304不锈钢焊接残余应力计算精度的影响

邓德安 , KIYOSHIMA Shoichi

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00565

采用热-弹-塑性有限元计算方法模拟了奥氏体不锈钢SUS304在单道堆焊时的温度场和应力场,探讨了加工硬化和退火软化对焊接残余应力计算结果的影响,重点考察了数值模型中的退火温度设定值对焊接残余应力计算精度的影响.数值模拟结果表明:退火软化效应对纵向残余应力的计算结果有明显影响,随着退火温度设定值的升高...

关键词: 退火效应 , 加工硬化 , 残余应力 , 数值模拟

固态相变对P92钢焊接接头残余应力的影响

邓德安 , 张彦斌 , 李索 , 童彦刚

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2015.00371

采用光学显微镜、显微硬度仪和盲孔法研究了P92钢平板焊接接头的微观组织、显微硬度和表面残余应力分布.同时,基于SYSWELD软件开发了考虑材料固态相变的热-冶金-力学耦合的有限元计算方法,并采用该方法模拟了P92钢的Satoh试验和单道堆焊接头的温度场及应力场分布,探讨了固态相变引起的体积变化、屈服...

关键词: 固态相变 , Satoh试验 , 残余应力 , TRIP , SYSWELD , 数值模拟