焊接坡口形状与残余应力应变关系分析（开题报告）.doc

焊接坡口形状与残余应力应变关系分析（开题报告）
1、课题的目的及意义（含国内外的研究现状分析）
1.1课题的目的及意义：　
焊接是一个涉及传热学、电磁学、材料冶金学、固体和流体力学等多学科交叉的复杂过程。由焊接产生的动态应力应变过程及其随后形成的残余应力，是导致焊接裂纹和接头强度与性能下降的重要因素。迄今为止，焊接残余应力一直是人们关注的热点问题，仍是焊接生产领域中迫切需要解决的问题。与此同时，焊接作为现代工程技术的重要组成部分与工程结构有着密切的关系，当强度等级相同时，开坡口填充的金属量少于不开坡口的，这对减少焊接残余应力和焊接变形是有利的。焊接制造中当技术要求厚板熔透的焊缝时，无论何种接头型式，均要开坡口，坡口型式和尺寸由材质、接头强度、焊接方法、板厚、焊接位置、使用条件、成本技术要求等诸多因素决定。而且不同的坡口类型在进行焊接时热影响区和焊接变形都不尽相同。因此，焊接坡口形状与残余应力应变关系的分析，对焊接的发展和研究有着重要的意义。
测量残余应力的方法主要有盲孔法和X射线衍射法，这些方法需要专门的实验设备，若要了解焊接接头区域的残余应力变化情况,则费时费力，随着计算机技术和有限元方法的快速发展，引发了焊接模拟技术的热潮，它不仅可以节省实验时间、节约研究经费，而且可以了解试件上残余应力的连续分布规律，优化焊接工艺。故在焊接坡口形状和残余应力应变关系分析课题的研究过程中，优先采用有限元分析法。ANSYS[1] 软件是一种大型有限元分析软件,可以实现多种物理场的耦合计算;不但可用其进行诸如结构、热、流体流动、电磁等的单独研究，还可以进行这些类型的相互影响研究。它可以实现前后处理、求解及多场分析统一数据库。而且应用ANSYS提供的数据接口，可精确地将CAD系统下生成的几何数据传入ANSYS中，并对其分网求解，这样就不必因为在分析系中重新建立模型浪费时间[2]。前人尝试应用ANSYS软件对温度场和应力场进行了模拟研究，并且将有限元计算结果和试验数据进行对比，得出有限元计算的结果是合理的。因而在焊接坡口形状和残余应力应变关系分析中，应用ANSYS软件进行分析和研究是十分有益的。