基于SYSWELD的动车组缓冲梁焊接结构数值模拟

来源 :第六届全国计算机在焊接中应用学术与技术交流会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cqwsxwsx
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针对动车组缓冲梁焊接结构,采用SYSWELD软件,模拟了缓冲梁结构焊接过程,研究了焊接残余应力分布规律.测试并建立了A7NOIS-T5铝合金和焊材ER5356材料物性数据库,通过SYSWELD软件提供的拟合工具,以双椭球热源模型为热量分布形式,建立了符合现场焊接工艺的热源模型,并分析了不同焊接顺序和焊接结构下缓冲梁结构残余应力大小及变化规律.结果表明,采用现场工艺焊接时,下翼板存在较大的残余应力,而对称焊工艺既能提高焊接效率又能降低上述区域的焊接残余应力.
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为提高高强钢低匹配接头的静载承载能力和疲劳抗力,根据提出的“等承载”设计思想、实现条件和十字接头的应力分布特点,在确定了K形焊缝十字接头应力集中最小化的焊缝形状方案的基础上,通过有限元计算及其结果的回归分析,建立了十字接头几何参数与焊趾、焊根应力集中因子的关系方程,进行了等承载目的的0.571匹配比十字接头的形状参数设计,有限元计算表明,设计大大延缓了拉伸及弯曲加载过程中低强焊缝及焊趾区应力的增加
为了进一步提升焊接应力与变形数值模拟在工业技术领域的应用,本文提出了目前该领域所面临的主要问题,并针对材料性能参数的缺失、边界条件施加的随意性、大型焊接结构数值模拟效率低下、连续加工过程实现困难等几方面进行详细的阐述.提出了解决该类问题的一下思想方法.
在考虑电磁力、浮力及表面张力等综合作用下,建立了定点高斯热源作用下TIG熔池的三维瞬态数学模型,通过改变热流分布半径模拟研究了熔池表面温度场分布改变对不同氧含量下熔池流场的影响.结果表明:热流分布半径的改变使不同氧含量下的熔池温度场分布都发生了大的变化,但对于低氧含量50ppm及中间氧含量150ppm的熔池的流场并未造成大的影响;当氧含量超过300ppm时,热流分布半径的缩小使熔池表面高温区面积增