厚板焊接残余应力有限元分析(10)

模拟。天津大学在局部法评定焊接接头疲劳强度研究中，直接应用了局部残余应力分布数值分析的结果。

１．４有限元分析软件在分析焊接应力中的应用和发展

随着焊接温度场、应力应变过程的深入研究，有限元技术的发展与应用，以及近年来由于计算机技术的突飞猛进，目前在进行有限元分析时所用的软件方面已经有了不少优秀的计算分析软件，如：ＡＮｓＹｓ，ＡＢＡＱｕｓ，ＡＤ巧渔，ＮＡｓＴＲＡＮ。ＭＡＲＣＳＹｓｗＢＬＤ等可供焊接工作者选用阴。我国目前尚不具备开发大型通用有限元软件的条件，没有自主版权的商品化有限元软件，所以我国的有限元发展途径主要是使用、扩充和改进从国外引进的某些有限元软件。这些现有的有限元软件具有自动划分有限元网格和自动整理计算结果，并使之形成可视化图形的前后处理功能。因而，焊接工作者已经无需自己从头编制分析软件，可以利用上述商品化软件，必要时加上二次开发，即可以得到需要的结果，这就明显地加速了焊接模拟技术发展的进程，实现虚拟分析。清华大学的鹿安理闱等利用ＭＡＲｃ软件，开发专用用户子程序，使网格自适应技术更趋完善，并用于厚板焊接过程的三维数值模拟，取得了很好的效果，并在模型上利用相似原理及简化热源模型等技术问题进行探讨，提出未来焊接数值模拟应重点研究的几个问题。清华大学的蔡志鹏等人，利用ＭＡＲｃ软件，简化热源模型，用串热源模型代替高斯热源进行焊接应力应变分析，但其实际分析例子只是进行切割变形分析，其方法的有效性还须进一步验证。

１．５本文研究的内容及意义

在大型构件的实际生产中，焊接过程中所产生的变形和残余应力往往是非常重要的，由于高度非线性及计算量大等因素，目前的计算机仿真主要集中在一些小的或者简单的薄板结构，而且，厚板大型构件的焊接由于涉及到多道焊问题，不仅需要选择的焊接参数繁多，在实际操作中又没有足够的经验可以参考，如若进行大量的实验必将花费大量的经费，所花费的人力、物力并不一定取得应有的效果，这样就造成了不必要的损失。

目前，国内许多科研工作者在厚板温度场和应力场有限元分析方面取得了一些成果，但是在这些研究成果中，或者有限元分析结果是建立在试验测量基础上，这样易使结果本身具有不精确性；或者研究方法采用的是二维模型。而本课题的完成不仅可以利用计算机模拟技术生动再现焊接过程及其影响，在较短的时间内模拟在许多不同工艺条件下的焊接过程，找出合适的工艺参数，节省时间，而且，避免了许多不必要的实验操作，大大节省了资源，还可以为其他实际大型工件焊接的计算机模拟提供可靠的参数依据，避免不必要的损失。基于此，本课题的主要研究内容如下：