35CrMnSi钢平板电子束焊残余应力模拟与实测.pdfVIP

WeldingTechnologyVol.35No.5Oct.2006 ·试验与研究· 17 文章编号: ( ) 1002-025X200605-0017-03 35CrMnSi钢 平 板 电子 束 焊 残 余 应 力 模 拟 与 实 测 1 2 李林贺,陈芙蓉 (天津市焊接研究所,天津 ; 内蒙古工业大学,内蒙古 呼和浩特 ) 1. 300110 2. 010051 摘要:研究了 低合金高强钢平板电子束焊残余应力的大小与分布,利用 软件模拟了 低合金高强钢电子束焊的 35CrMnSi ANSYS 35CrMnSi 实际温度场以及焊接接头应力场的变化和残余应力的分布,并与实测值进行了比较。计算结果表明:计算与实测的 钢电子束 35CrMnSi 焊接头残余应力的整体分布趋势和规律基本一致;在焊缝及近缝区,计算的纵向残余应力数值比实测值略大,横向残余应力值与实测 值更为接近;在远离焊缝中心的区域,有限元计算数值与实测结果吻合得更好些。 关键词: 钢;电子束焊;残余应力 35CrMnSi 中图分类号:TG456.3 文献标识码:B 随着 低合金高强钢应用的日益广泛,这种材料的 有限元模型 35CrMnSi 1.2 焊接特点及其结构在使用过程中的安全可靠性问题也越来越引 考虑到焊接接头的几何对称性,从焊缝中心开始取其一侧 起人们的关注。而焊接残余应力是影响构件强度和寿命的主要 作为研究对象。为保证计算精度和提高计算速度,将其划分成 因素之一。电子束焊的加热方式为独特的高能束流冲击方式, 非均匀网格,如图 所示。划分单元时考虑到焊接热源附近温 1 虽然构件变形范围小,但其焊接残余应力由于温度梯度大而可 度梯度大,在焊缝及附近采用细分的网格,而在远离焊缝处用 能达到很大的数值。因此,准确测量该钢电子束焊构件残余应 较粗大的网格。 板有限元模型共由 个 节点六面固 10mm 2880 8 力的大小和分布,对于了解残余应力的形成机理,具有十分重 体热单元组成,节点数 个。 3874 要的理论和实际意义。 笔者采用盲孔法测试了 的 低合金高强钢电 10mm 35CrMnSi 子束焊接头的残余应力,并利用ANSYS非线性有限元分析程序 对 钢平板电子束焊接头的焊接应力应变场进行了三维 35CrMnSi 热 弹塑性有限元分析,旨在比较准确地分析和模拟该试板电子 - 束焊的实际焊接残余应力分布,并与实测结果进行了比较。 1 焊接温度场和应力场有限元计算 1.1 试验材料及焊接工艺 试验用 钢的化学成分见表 。该钢的供货状态即