基于动态子结构的三维焊接残余应力变形数值模拟  

Numerical simulation of welding stresses and distortions based on 3D dynamic substructure method

作　　者：刘川[1] 张建勋[1] 

机构地区：[1]西安交通大学焊接研究所,西安710049

出　　处：《焊接学报》2008年第4期21-24,114,共5页Transactions of The China Welding Institution

基　　金：国家自然科学基金资助项目(50475093);国家教育部博士点基金资助项目(20030698017)

摘　　要：焊接残余应力和变形三维弹塑性有限元模拟由于是高度非线性的热力耦合过程而计算非常耗时。为提高计算效率,采用动态子结构方法来计算焊接残余应力和变形。考虑焊接过程中只有焊缝和热影响区的小部分区域在焊接热源作用下呈现高度非线性,而其余区域受热源的影响小,将整个模型的三维弹塑性计算问题处理为窄小的焊缝和热影响区为局部非线性弹塑性区,其余大部分非焊接区域作弹性子结构的计算问题;且随焊接热源的移动,子结构不断变化。结果表明,动态子结构方法能显著提高计算效率,并能保证焊缝和热影响区的残余应力分布与全模型计算结果接近。Due to the strong nonlinear thermal-mechanical coupling procedure,the numerical simulation of welding stresses and distortion using 3D thermal-elastic-plastic finite element method takes very long computational time.In order to improve the speed of computation,a 3D dynamic substructure method,which takes the characteristics of welding problem,was developed.Noting that the region of fusion zone(FZ) and heat affected zone(HAZ) which exhibits strong nonlinearity by direct heating was limited in a very small zo...

关 键 词：动态子结构 焊接 残余应力 变形 

分 类 号：TG404[金属学及工艺—焊接]