建筑工程鋼結(jié)構(gòu)焊接過程模擬與焊接變形、焊接Ansys應(yīng)力有限元分析（詳細圖解分析）

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關(guān)鍵詞： 全融透T形接頭焊接 厚板對接焊接 鋼結(jié)構(gòu)焊接變形 箱型截面構(gòu)件焊接 K型節(jié)點焊接變形 Ansys有限元焊接

內(nèi)容簡介

　　 【鋼結(jié)構(gòu)焊接變形原因】：　　 焊接時，加熱和冷卻循環(huán)總會導(dǎo)致一定程度的變形?！　? 在鋼結(jié)構(gòu)焊接中，焊接工藝會使構(gòu)件溫度場產(chǎn)生不均勻變化，從而在構(gòu)件中產(chǎn)生復(fù)雜的殘余應(yīng)力分布。殘余應(yīng)力是一種自相平衡的力系，當構(gòu)件承受荷載時，如受拉、受壓等，荷載引起的應(yīng)力將與截面殘余應(yīng)力相疊加，從而使構(gòu)件某些部位提前達到屈服強度，并發(fā)生塑性變形，故會嚴重降低構(gòu)件的剛度和穩(wěn)定性以及結(jié)構(gòu)疲勞強度。　　 對構(gòu)件進行焊接，在焊件上產(chǎn)生局部高溫的不均勻溫度場，高溫區(qū)的鋼材會發(fā)生較大程度的膨脹伸長，但受到相鄰鋼材的約束，從而在焊件內(nèi)引起較高的溫度應(yīng)力，并在焊接過程中，隨時間和溫度而不斷變化，稱其為焊接應(yīng)力。焊接應(yīng)力較高的部位，甚至將達到鋼材的屈服強度而發(fā)生塑性變形，因而鋼材冷卻后將有殘存于焊件內(nèi)的應(yīng)力，稱為焊接殘余應(yīng)力。并且在冷卻過程中，鋼材由于不能自由收縮，而受到拉伸，于是焊件中出現(xiàn)了一個與焊件加熱方向大致相反的內(nèi)應(yīng)力場?！　? 【Ansys有限元焊接分析】：　　 ANSYS有2種方式來考慮熱分析與力學(xué)分析之間的耦合,即直接耦合和間接耦合?！　? 間接耦合法的處理思路為先進行溫度場的模擬,然后將求出的結(jié)點溫度作為體載荷施加在結(jié)構(gòu)中,計算焊接殘余應(yīng)力與變形。即：　　(1)使用熱分析的手段進行熱分析，根據(jù)需要可采用瞬態(tài)分析與穩(wěn)態(tài)分析模型，此處為瞬態(tài)分析?！　?2)重新進入前處理中,將熱分析單元轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的結(jié)構(gòu)分析單元，設(shè)置結(jié)構(gòu)分析中材料屬性,如彈性模量、泊松比、熱膨脹系數(shù)等?！　?3)讀入熱分析的結(jié)點溫度作為結(jié)構(gòu)分析的荷載,設(shè)置參考溫度,結(jié)構(gòu)分析求解殘余應(yīng)力?！　? 而直接耦合法為采用Ansys提供的可以進行復(fù)合域（熱-力學(xué)分析）分析的單元類型，同時進行熱分析與力學(xué)分析，從而獲得焊接后的變形與殘余應(yīng)力?！　? 【計算參數(shù)】：　　 鋼材應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系采用雙線性隨動強化非線性關(guān)系　　1）折點位置為屈服應(yīng)力，常溫下取為345×E6 N/m2；　　2）曲線斜率為彈性模量E，常溫下取為2.06×E11 N/m2；　　3）達到屈服點后的彈性模量取值較小以模擬鋼材的塑性屈服。　　 鋼材彈性模量采用隨溫度變化的非線性關(guān)系　　 未考慮以下參數(shù)隨溫度的變化，而將其取為常數(shù)：　　 熱膨脹系數(shù)取為1.4×10-5 m/m×K　　 熱容量取為520 J/(kg·K))　　 熱傳導(dǎo)系數(shù)取為49.8 W/(m·k))　　 泊松比為0.3　　 密度為7850N/m3　　 為方便起見，焊藥的熱力學(xué)性質(zhì)和力學(xué)性能取與鋼材相同?！　? 【圖表分析包含內(nèi)容】：　　 厚板對接焊的變形與殘余應(yīng)力分析　　 全熔透T形接頭焊的變形與殘余應(yīng)力分析　　 箱型截面構(gòu)件的焊接變形與殘余應(yīng)力分析　　 K型節(jié)點的焊接變形與殘余應(yīng)力分析　　 【焊接過程示意圖包括】：　　 厚板對接焊縫焊接過程模擬示意圖　　 全融透T形接頭焊接過程模擬示意圖　　共36頁

此稿件因豐富圖表，詳細圖解分析。獲得1信譽分

全融透T形接頭焊接模擬示意圖

厚板對接焊接變形圖

全融透T形接頭焊接變形圖

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