基于SYSWELD的焊接模拟仿真

针对典型焊接构件,采用SYSWELD焊接模拟软件进行模拟,建立了三维模型并进行了网格划分,采用双椭球热源模型,对焊接过程进行了模拟分析,获得了温度场的分布情形,在焊接过程中,焊缝单元的温度随着焊接的进行迅速升高,温度场的形态在整个焊接过程中大体上不发生变化.在焊接变形方面,由于焊缝的纵向收缩,底板在各道焊缝位置都发生了纵向的收缩变形,同时加强筋板也发生纵向收缩变形.通过焊接模拟仿真计算,为改善焊接变形提供了借鉴依据.     

铝合金货车侧墙多道焊变形预测

基于热弹塑性有限元法,对铝合金货车侧墙多道焊焊接变形进行仿真预测,仿真中充分考虑了材料热物理属性的影响．基于实体一壳单元混合模型,建立了侧墙有限元网格模型,应用3D高斯双椭球热源模型实现了焊接过程温度场分析．从工程实际出发设计了四种焊接顺序,通过对四种焊序下仿真结果的对比分析,讨论了不同焊接顺序对铝合金货车侧墙焊接成形的影响,为研究大型铝合金薄板焊接过程中的应力应变和减少焊接应力与变形提供了参考依据．     

城轨铝合金车体侧墙焊接仿真分析

基于热—弹—塑性有限元法,根据实际加工工艺,借助大型非线性有限元软件ABAQUS,对某城轨铝合金车体司机室处侧墙的焊接变形进行仿真模拟.利用八节点六面体网格对侧墙模型进行精准建模,并利用移动的双椭球热源来模拟MIG自动焊过程.设计了三种不同的焊接顺序,通过量化对比不同焊接顺序下的仿真结果.结果表明,在不同焊接顺序的工艺方法下对侧墙焊后变形挠度大小具有一定影响,且由外侧向内侧的焊接顺序能更好的控制侧墙焊后变形.     

构架焊接热源的仿真与应用

采用双椭球热源模型,对转向架构架焊接过程中所涉及热源进行仿真计算,并通过试验验证了结果准确性.针对构架焊接仿真计算机能力难以达到的问题,对热源进行了简化处理,求出其热循环曲线作为热源输入条件,并通过计算实例验证了其可行性.     

基于下压位移模型的搅拌摩擦焊残余状态仿真

基于ABAQUS软件建立AL6061-T6铝合金搅拌摩擦焊接过程的顺序热力耦合模型,发展了一个下压位移模型以实现搅拌头的下压量控制方式,对焊后构件的残余应力和残余变形进行了仿真分析.结果显示:所发展模型能够合理地反映焊缝区焊后形貌,再现残余应力及变形分布的基本规律;随着下压量的增加,残余应力增大而残余变形减小.     

焊接顺序和反变形量对电机吊架补强焊接残余应力与变形的影响

为满足复杂工况下电机吊架强度要求,根据补强设计方案,需在其上盖板与立板处进行补强焊接.补强焊接过程中,要求焊接变形量不超过电机吊架设计使用要求,即0.3 mm误差.借助有限元数值仿真方法,研究电机吊架在返修补强过程中不同焊接顺序和反变形量对其焊接残余应力和变形的影响,通过对两种不同焊接顺序和三种反变形量进行仿真模拟,获得了可行最优焊接方案,对电机吊架返修补强焊接具有一定的实际指导意义.     

简析装焊夹具与焊接机器人的成套途径

焊接夹具是构成自动化焊接的重要组成部分,对提高产品装配精度及减小焊接变形,缩短加工时间,提高生产率,降低成本,减轻操作者的劳动强度等方面起着非常重要的作用。本文重点介绍了汽车制造中焊接夹具与焊接机器人的配合应用形式。     

机车焊接构架变形矫正的弹塑性有限元分析

基于数值仿真手段,对机车焊接构架变形的机械矫正过程进行了弹塑性有限元分析,得到了构架在侧梁焊接挠曲变形值为5 mm时,机械矫正需要施加的最大压力,矫正过程中结构的位移变化情况以及矫正结束后塑性应变的分布区域等结果.计算结果与实际经验基本吻合,表明在矫正之前的数值仿真对结构变形机械矫正的正确实施有重要的指导作用.     

基于Marc和遗传算法的焊接工艺参数优化

焊接变形的大小主要受焊接速度、焊接电流、电压、送丝速度、焊接顺序等工艺参数的影响.根据焊接热加工特点和实际需要,针对设计变量数目繁多、类型多样的焊接工艺,采用遗传算法与有限元分析相结合的方式,对重点参数进行了优化.以二维平板对接焊的模型为例,以工件最小焊接变形量为优化目标,经过遗传算法进化后,结合有限元方法进行每组参数组合的焊接过程热力耦合分析,找出焊接能量和焊接速度的最优组合,为焊接工艺的优化和制定提供科学的评价和预测.     

船舶大型构件焊接变形的分析与控制

船体大型结构件的焊接变形直接影响船舶制造的质量和精度．对船体大型结构件焊接变形产生的各种原因,以及影响因素进行分析;提出根据船舶结构的焊接特点,选择合理的焊接工艺措施和参数以减小焊接变形,从而提高船舶制造的质量和精度．     

基于ANSYS平台的堆焊热应力的动态模拟

建立适当的有限元模型，对平板堆焊过程中温度场、应力场的瞬态变化以及焊后的残余应力和变形进行动态模拟．利用ANSYS软件的APDL语言编写程序，实现移动焊接热源的施加，并采用生死单元法模拟熔池金属的熔化和凝固．     

RBF神经网络在船舶焊接中的建模及应用

以船舶钢结构为对象，研究了RBF神经网络在船舶焊接变形中的建模及应用．以焊接顺序等因素作为网络输入，以钢结构板材凹凸变形为输出，训练生成网络焊接变形模型，可用于预测船舶钢结构焊接变形量的快速预测．仿真表明该模型的预测输出与实测数据样本基本拟合，验证了模型及其预测效果具有较高的准确性．     

焊接顺序对高速列车侧墙焊接残余应力的影响

按实际加工工艺,基于有限元软件SYSWELD,采用有限元热弹塑性分析方法和Fortran语言对焊接热源进行二次开发,获得了所需要的热源,并通过实验验证了热源模型的准确性.在此基础之上,通过分析高速列车CRH380B侧墙焊接残余应力分布规律和焊接顺序对于侧墙焊接残余应力的影响,得到了侧墙焊接最优方案,为企业实际生产中的降低焊接残余应力方案选择提供了依据.     

基于固有应变法的钢箱梁结构双侧同步焊变形预测研究

基于固有应变法,并采用T型接头双侧同步焊有限元模型,对钢箱梁结构的焊接变形作出预测分析。结果表明:固有应变法可以达到传统热弹塑性有限元法计算的精度;采用壳单元网格划分接近实体单元的计算结果。运用固有应变法及壳单元模型,对钢箱梁结构的双侧同步焊接变形作了预测分析,得到顶板焊接变形较大,底板变形主要集中在板边缘中部区域。在研究结果的基础上,给出了夹具、肋板数量、焊缝位置等具体措施用于钢箱梁结构双侧同步焊的建议。     

基于结构仿真的振动夹具校核与疲劳寿命预估

动车组和城轨车辆车体下部安装的电气装置种类繁多,结构尺寸各异,导致振动试验夹具的设计工作量大,设计开发适用范围广的通用型夹具具有重大意义.以某通用型夹具为研究对象,对夹具和被试设备综合进行模态、瞬态动力学和随机振动疲劳分析,仿真结果表明可以对夹具进行校核和疲劳寿命预估.研究方法与结果可为夹具的设计和振动试验结果评价提供理论依据.     

隧道结构对高速列车穿行过程气动特性的影响

以CRH2型高速列车穿行隧道过程的气动特性为研究对象,建立了列车模型及具有不同缓冲结构、不同阻塞比的隧道计算模型,并与相同工况下的模型实验进行对比,验证了仿真模型的可行性.以kε-湍流模型为基础,对高速列车以不同速度进入具有不同缓冲结构、不同阻塞比的隧道时的外流场进行了仿真模拟.分析了列车在进入隧道时压缩波的产生机理,得到了列车表面风口在车体进入隧道过程中的压力波动情况.仿真结果表明：隧道缓冲结构的缓冲性能按抛物线型、线性、不连续性的顺序依次减小;压力值随阻塞比增大而线性减小.由此提出了减小列车进入隧道时表面压力波动的方法.     

车身静态刚度参数化有限元仿真分析系统开发

用空间壳单元shell93描述车身,利用耦合节点的方法,建立了各冲压件之间的焊接关系.在ANSYS中,建立了白车身的有限元模型.提取车身参数,开发了车身静态刚度的有限元仿真分析系统.以具体车型为实例,将有限元仿真分析得到的车身刚度衡量指标的变形量与试验结果进行了对比,二者非常吻合,证明了有限元仿真分析系统的可靠性.同时,有限元仿真分析系统还可以得到车身的扭转刚度、中部弯曲和尾部弯曲刚度及其Z向应力分布云图.对研究车身的静态刚度和车身的机构设计具有重要的实用价值.     

搅拌头几何对AZ91镁合金搅拌摩擦焊温度场及材料变形的影响

为探究搅拌头几何对搅拌摩擦焊接的影响,基于DEFORM-3D软件,应用全热力耦合有限元分析技术对AZ91镁合金板材搅拌摩擦焊接过程进行了仿真研究,并深入探讨了轴肩凹角和搅拌针锥角的独立变化对焊接过程温度场及材料变形的影响.结果表明,轴肩凹角和搅拌针锥角的变化对焊接过程的温度和材料变形有显著影响.随轴肩凹角增大,焊接温度和塑性应变呈非线性升高,且其变化敏度逐渐减小.凹角由0°增至3°,温度由503升至551℃,应变由107增至134 mm/mm;凹角由3°增至4.5°,温度由551升至556℃,应变由134增至138mm/mm.随搅拌针锥角增大,焊接温度和塑性应变均在达到最大值后下降.锥角2.5°时温度值最大,为508℃;2.5°～12.5°,温度由508降至495℃.锥角为5°时塑性应变值最大,为121 mm/mm,5°～12.5°应变由121降至115 mm/mm.综上建议,轴肩凹角和搅拌针锥角不宜过大或过小,分别取3°和5°时,焊接过程中温度和材料变形较佳.     

基于MSC.DYTRAN有限元仿真的船桥碰撞研究

建立货船简化模型与桥墩之间正面碰撞有限元模型,并对撞击的全过程利用非线性有限元分析软件MSC.DYTRAN软件对3 000吨内河货船和九圩港大桥建模,进行仿真分析计算,研究碰撞过程中结构损伤情况、碰撞力和能量变化.研究碰撞过程中船桥之间碰撞力的变化、能量转换以及结构损伤变形情况.     

AA6061-T6板材搅拌摩擦焊温度场仿真

基于摩擦产热机制对搅拌摩擦焊接过程瞬态温度场进行了仿真研究,发展了基于线能量的摩擦系数预测-修正方案,给出了平轴肩-圆柱针、凹轴肩-圆柱针、平轴肩-圆台针三种搅拌头的摩擦产热公式.将上述方案和公式通过ABAQUS软件的DFLUX子程序实现,对AA6061-T6铝合金板材搅拌摩擦焊接过程温度场进行仿真.仿真结果显示:基于线能量的摩擦系数预测-修正方案能够有效地反映摩擦系数随温度升高而减小的变化趋势;焊接最高温度随着轴肩凹角的增大而增大,随着搅拌针锥角的增大而减小.