对接接头I型坡口焊接工艺研究大学设计.doc

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1、毕业设计（论文）对接接头中I型坡口研究学生姓名：系别：材料工程系专业：焊接技术及自动化学号：0903310209班级：焊接10指导教师：22摘要本文基于非线性有限元分析软件MSC.MARC平台，模拟了中碳钢5mm厚I型坡口平板对接焊，以及在不同焊接工艺参数下的温度场、应力场和焊接变形。利用MSC.MARC软件模拟焊接的基本过程如几何建模、参数设置、分析求解和结果输出等，分析平板在不同外部约束条件的温度场、应力场，并对比分析不同约束条件下的焊后残余应力及焊后变形，由此得出何种约束条件对I型坡口平板对接焊的变形和残余应力影响因素最

2、小，从而指导实际工作。关键词：焊接模拟，MSC.MARC，约束条件，残余应力，焊后变形22ABSTRACTBasedonthenonlinearfiniteelementanalysissoftwareMSC.MARCsimulationplatform,thearticlehassimulatedthejointof5mmthickmedium-carbonsteelplatetype,indifferentweldingprocessparametersofthetemperaturefieldandstressfield

3、oftheweldingdeformationandresults.UsingMSC.MARCsoftwaretosimulatethebasicprocessofweldingsimulation,suchasgeometrymodelinggeneration,parametersettingsandtheresultsoutputtinganddefinitelyanalyzesthetemperaturefieldandstressfieldandtheweldingdeformationindifferentcons

4、traintconditions,andfinallyconcludedtheeffectofdifferentconstraintconditionsonthetypeofweldingdeformationandresidualstressinfluence,soastoguidethepracticalwork.Keywords:Weldingsimulation,MSC.MARC,Constraintconditions,theresidualstress,weldingdeformation.22目录第1章概论11.

5、1课题背景及意义11.2焊接应力和焊接变形产生的原因11.2.1焊接应力产生的原因11.2.2焊接变形产生的原因11.3焊接模拟技术国内外现状及发展21.3.1焊接模拟技术理论来源21.3.2焊接模拟技术发展现状31.3.3焊接模拟技术发展趋势31.4本文主要任务和研究路线4第2章MSC.MARC焊接模拟过程52.1MSC.MARC功能简介52.2焊接模拟基本过程52.2.1焊接模拟前处理62.2.2焊接模拟分析92.2.3焊接模拟后处理9第3章温度场和应力场的模拟103.1焊接工艺方案的确定103.2温度场的模拟及分析113

6、.2.1瞬态温度场的模拟结果113.2.2温度场的对比分析133.3应力场的的模拟与分析133.3.1等效应力分布143.3.2等效应力的对比分析163.4本章小结17第4章约束条件对焊接变形的影响184.1有关焊接变形184.2焊后变形结果及分析194.2.1焊后宏观变形及分析194.2.2AB节点方向上的变形结果分析224.2.3CD节点方向上的变形结果分析244.3本章小结26第5章结论27致谢28参考文献2922第1章概论1.1课题背景及意义焊接是一复杂的物理化学过程，长久以来，焊接工艺主要依靠经验积累和实验测试，成本

7、消耗巨大且焊接质量难以保证、废品率高。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，是导致焊接变形、裂纹和接头强度与性能下降的重要因素，因此将传统焊接技术与现代计算机模拟仿真技术结合来预测焊后结果以及解决焊接过程中所纯在的问题，成为当前材料加工领域的主要研究特点之一，其不仅可以节约大量人力财力物力，还可以解决目前实验室无法进行直接研究的复杂问题。借助计算机技术，对焊接现象进行模拟，是国内外焊接工作者的热门研究课题并得到了越来越广泛的应用。1.2焊接应力和焊接变形产生的原因产生焊接应力与变形的基本原因是由于焊接时试板的局部

8、被加热到高温状态，形成了试板上温度的不均匀分布所造成的。其次，在焊接时，由于不同的焊接热循环作用引起金相组织和宏观体积的变化，当体积变化受到阻碍时便产生了应力，从而出现局部与整体变形。1.2.1焊接应力产生的原因焊接应力按应力作用的方向分为纵向应力、横向应力和厚度方向的焊接应