1500 MPa级超高强钢复杂薄壁结构焊接变形预测

作     者：梁归慧 谢锋 韩世伟 骆文泽 邓德安 LIANG Guihui;XIE Feng;HAN Shiwei;LUO Wenze;DENG Dean

作者机构：重庆大学材料科学与工程学院重庆400045 重庆铁马工业集团有限公司重庆400050 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2023年第59卷第24期

页      面：95-107页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51875063) 

主　　题：焊接变形 固有应变 数值模拟 外部拘束 超高强钢 薄板结构 

摘      要：基于***通用有限元软件平台,开发了同时考虑材料非线性、几何非线性和边界非线性的热-弹-塑性有限元方法用于模拟1 500 MPa级超高强钢薄板接头的焊接变形;同时也开发了基于固有应变理论的弹性有限元方法来计算大型复杂结构的焊接变形。首先,以1500MPa级超高强钢薄板对接接头为研究对象,分别采用热-弹-塑性有限元方法和固有应变法模拟了焊接变形,并与试验结果进行比较,计算误差均小于15%。随后,以1 500 MPa级超高强钢大型复杂薄壁结构为研究对象,采用热-弹-塑性有限元法计算薄壁结构中典型焊接接头在自由和强制拘束条件下的固有变形,考察拘束条件对焊接接头变形的影响。最后,基于固有应变理论计算了超高强钢复杂薄壁结构的整体焊接变形,并研究了强制拘束对薄壁结构焊接变形的影响。数值模拟结果表明,采用外部强制拘束可以在一定程度上减小薄壁结构的总体变形。