预测大型薄板结构焊装变形的一种实用方法



预测大型薄板结构焊装变形的一种实用方法

由于熔焊工艺的高生产率，其被广泛应用于组装船舶、汽车和旅客列车等大型薄板结构。然而，焊接引起的变形在组装过程中往往是不可避免的。焊接变形不仅会降低焊接结构的制造精度，而且会由于修正工作而降低效率。如果焊接变形可以采用实用方法进行事先预测，则可以采取适当的措施来控制尺寸精度。有两种方法可用于预测焊接变形和残余应力：①热弹塑性有限元（FE）分析方法，该方法将焊接视为一个瞬态非线性过程；②固有应变方法，将固有应变作为初始应变，根据弹性有限元分析计算出变形和残余应力。本文整合这两种方法，使之成为基于固有应变理论和界面单元开发的对焊装过程产生积累变形进行预测的一种弹性有限元方法。

开发的FE有限元分析软件主要是为工程师提供一个实用的工具，用于分析并改进产品的几何精度和尺寸精度。事实上，“实用”主要体现在两个方面：使用的难易程度；可能的影响因素，如焊接产生的局部收缩以及依赖于装配过程的间隙和偏差，这都将影响最终的变形。对于难易程度，固有变形概念的引入可以抑制与瞬态现象有关的时间并整合固有应变的空间。通过接口元件可以合理地显示间隙和偏差。

刊名：Welding in the World（英）

刊期：2013年第56期

作者：Hidekazu Murakawa et al

编译：朱延蕾