铝合金薄板焊接应力应变特征数值模拟

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中文摘要：采用热弹塑性有限元技术,对铝合金薄板在焊接线能量为434.4J/mm,564.7J/mm,629.9J/mm,738.5J/mm条件下的焊接应力应变进行了三维有限元模拟,采用小孔法对焊接残余应力进行了测量.模拟过程中分别采用移动高斯热源,并考虑了材料性能随温度的变化.研究结果表明,采用移动高斯热源模型能够准确表征铝合金薄板的焊接热过程,给出精确的模拟结果,不锈钢平台对焊接应力的影响较大,可通过选取合适的散热系数来表征试件背面与平台的接触传热.焊缝及附近区域的拉应力为201MPa,达到材料的屈服极限,峰值应力区的半宽分别为14、18、20、24mm.焊接线能量越大,拉应力区越宽,而线能量为564.7J/mm,629.9J/mm时,拉应力区宽度变化不大.在焊接过程中形成的压应力数值较大,易造成薄板瞬态失稳.焊接塑性应变集中在焊缝附近区域,第二主塑性应变分布宽度小于第一主塑性应变.焊接线能量越大,塑性应变值越高,分布区域越宽,但线能量处于中间值时差别较小,尤其是第二塑性应变的数值和分布宽度.

作者：

张建强、武汉大学材料工程系、岳红杰、张海泉、鹿安理、李德成

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作者单位：

清华大学机械工程系,北京,100084

430072

首都航天机械公司

关键词：

铝合金薄板移动高斯热源焊接应力应变热弹塑性有限元焊接塑性应变

主办单位：

中国机械工程学会

会议名称：

二十一世纪中国焊接技术研讨会、计算机在焊接中的应用技术交流会

会议时间：

2004-09-01

会议地点：

北京

会议母体文献：

二十一世纪中国焊接技术研讨会计算机在焊接中的应用技术交流会论文集

页码：

274-279

出版时间：

2004