基于sysweld焊接接头温度场和残余应力场的研究

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1、学号：08121881劣妻未)'．夕l硕士学位论文1817373基于SYSWELD的焊接接头温度场和残余应力场研究ResearchofTemperatureandResidualStressFieldsofWeldJointBasedonsimulationwithSYSWELD作者：李振江导师：韩建民北京交通大学2010年6月．f学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制

2、手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：奄扳肛签字日期：知J17年∥月／矽日导师签名：群羔氏签字日期：3,矽／o年彦月／少日中图分类号：TG404UDC：学校代码：10004密级：公开北京交通大学，硕士学位论文基于SYSWELD的焊接接头温度场和应力场研究ResearchofTemperatureandResidualStressFieldsofWeldJointBasedonSimulationwithSYSWELD作者姓名：李

3、振江导师姓名：韩建民学位类别：工学学科专业：材料加工学号：08121881职称：教授学位级别：硕士研究方向：材料加工模拟与仿真北京交通大学2010年6月致谢本论文是在导师韩建民教授的悉心指导下完成的。在研究生学习期间，韩老师渊博的学识、严谨的治学态度、耐心的指导都给我留下了深刻的印象并将使我终生受益。在生活和做人处事上，韩老师也以他的一言一行为我树立了榜样。在此向韩建民教授致以最衷心的感谢和敬意!本课题的顺利完成，与李卫京高工及杨智勇老师对课题工作的热心指导和无私帮助是分不开的。李老师认真负责的工作态度也值得我很好地学习，杨智勇

4、老师提供了许多建设性的指导，在此向李卫京老师和杨智勇老师表示衷心的感谢与敬意!在课题工作中，王金华教授对笔者的试验工作也提供了许多有益的建议与帮助，对此表示深深的谢意!在实验室工作及撰写论文期间，陈跃、葛继兵、施涛、孙维威、刘硕等同学对我的研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。特别感谢孟胶东老师对笔者试验工作多方面的支持与帮助!最后，真诚地感谢我亲爱的父母和妹妹，感谢在我硕士学习生活期间给予我无私关怀，感谢你们提供的一切便利条件和帮助。／-r。◆中文摘要摘要：焊接是一个涉及到电弧物理、传热、冶金和力学的复杂过程。焊

5、接现象包括焊接时的电磁、传热过程、金属的熔化和凝固、冷却时的相变、焊接应力和变形等。随着计算机计算能力的不断提高和数值计算技术的发展，有限元数值模拟成为研究各种焊接现象的重要手段。本文系统地论述了焊接过程的有限元分析理论，并以非线性有限元分析为平台，以对接接头为对象，采用SYSWELD软件对TCS345不锈钢对接焊的焊接过程进行了模拟仿真。首先根据不锈钢焊接的试验结果，采用FORTRAN语言，对软件热源进行了二次开发，得到针对本文接头形状热源模型，利用二次开发的热源模型对对焊接过程产生的温度场、残余应力场进行了实时动态模拟仿真。

6、然后进行温度场测试和残余应力场测试，证明得到的热源模型是可行的。利用测温系统，采用在焊接工件表面布置热电偶的方式对焊接过程一些点进行了测量。结果表明在所测点位置温度的计算结果和实测结果符合良好，得到焊接接头的温度变化规律，而且验证了模型的实用性。温度场的数值模拟为进一步研究焊接的应力与组织性能等奠定了基础。对6mm不锈钢板焊接后横向、纵向残余应力进行了测量。测量结果表明，测得的横向、纵向残余应力分布规律与数值模拟结果一致，验证了焊接应力的数值模拟结果的正确性。本文通过实验研究和模拟计算相结合，建立了可行的三维焊接温度场和应力的动

7、态模拟分析方法，为复杂焊接结构进行三维焊接温度场和应力分析提供了理论依据和指导，促进了有限元分析技术在焊接力学分析以及工程中的应用。关键词：有限元；数值模拟；温度场；残余应力分类号：，．卜=i壁哀交通厶堂殛±堂僮途室△旦墨!B△￡：!：ABSTRACTABSTRACT：Weldingisacomplicatedphysicochemicalprocesswhichinvolvesinelectromagnetism，heattransferring,metalmeltingandsolidifying，Phase-change，

8、WeldingstressanddeformationandSOon．WiththeRapidimprovementofcomputercalculatingabilityandtheadvancesofnumericalcalculationtechnique