基于ANSYS的焊接残余应力的有限元分析 (1).pdf

节选段落一：
68 硅谷硅谷
技术研发
ECHNOLOGY R&DT
基于ANSYS的焊接残余应力的有限元分析
余 娟，金建伟，王 光，宋若愚
（空军预警学院，湖北武汉 430019）
摘 要 焊接残余应力的降低了焊接件的刚度和稳定性，采用有限元分析软件 ANSYS 的热—结构耦合和单元生死分析
功能对钢板焊接过程进行模拟仿真，分析焊接残余应力分布的规律，为复杂焊接结构的温度分析和应力分析提供一定
的依据。


节选段落二：
本文采用 ANSYS 软件
的热分析功能中的热—结构功能。
1 焊接过程有限元分析理论
热分析计算的基本原理是把所处理的对象首先划分为有限
个单元，然后根据能量守恒原理求解每一节点处的热平衡方程，
由此计算出各节点温度值，继而进一步求解其他相关量。
焊接过程中的热平衡方程可表达为： 'CT KT P  。其中：C
为热容量矩阵；K为导热矩阵；P为热流向量；T为温度值向量；
'T 为温度对时间的导数。焊接的温度场分析是属于非线性瞬态
热传导问题。


节选段落三：
模型的初始温度设置为 20℃，不同温度下的材料热
物理性能参数如表 1所示。
热单元类型选用 Solid70，采用建立二维的映射网格，然后
在通过拉伸建立三维有限元模型。由于焊缝处的温度变化较大，
且是发生局部热塑性变形的区域，因此模型网格划分时焊缝处
的网格应该细化，远离焊缝处的区域可以划分为稀疏的网格。
网格划分后的有限元模型如图 1所示。
图 1 有限元模型
采用单元生死分析功能来实现焊接过程，焊接开始时不存
在的某些焊缝单元通过给它们的刚度乘以一个很小的因子，使
其质量、比热、应变等设置为 0。当单元需要激活时，其刚度
返回设定值。