1、 毕业设计（论文） 对接接头中 I 型坡口研究 学生姓名： 系 别： 材料工程系 专 业： 焊接技术及自动化 学 号： 班 级： 焊接 10 指导教师： 1 摘 要 本文基于非线性有限元分析软件 MSC.MARC 平台，模拟了中碳钢 5mm 厚 I 型坡口平 板对接焊，以及在不同焊接工艺参数下的温度场、应力场和焊接变形。利用 MSC.MARC 软件模拟焊接的基本过程如几何建模、参数设置、分析求解和结果输出等，分析平板在 不同外部约束条件的温度场、应力场，并对比分析不同约束条件下的焊后残余应力及焊 后变形，由此得出何种约束条件对 I 型坡口平板对接焊的变形和残余应力影响因素最 小，从而指导实际工
2、作。 关键词：焊接模拟，MSC.MARC，约束条件，残余应力，焊后变形 2 ABSTRACT Based on the nonlinear finite element analysis software MSC. MARC simulation platform, the article has simulated the joint of 5mm thick medium-carbon steel plate type, in different welding process parameters of the temperature field and stress field of
3、the welding deformation and results. Using MSC. MARC software to simulate the basic process of welding simulation, such as geometry modeling generation, parameter settings and the results outputting and definitely analyzes the temperature field and stress field and the welding deformation in differe
4、nt constraint conditions, and finally concluded the effect of different constraint conditions on the type of welding deformation and residual stress influence, so as to guide the practical work. Keywords: Welding simulation, MSC. MARC, Constraint conditions, the residual stress, welding deformation.
5、 3 目录 第 1 章 概 论 4 1.1 课题背景及意义 4 1.2 焊接应力和焊接变形产生的原因 4 1.2.1 焊接应力产生的原因 . 4 1.2.2 焊接变形产生的原因 . 5 1.3 焊接模拟技术国内外现状及发展 5 1.3.1 焊接模拟技术理论来源 . 5 1.3.2 焊接模拟技术发展现状 6 1.3.3 焊接模拟技术发展趋势 6 1.4 本文主要任务和研究路线 7 第 2 章 MSC.MARC 焊接模拟过程 8 2.1 MSC.MARC 功能简介 . 8 2.2 焊接模拟基本过程 8 2.2.1 焊接模拟前处理 . 9 2.2.2 焊接模拟分析 . 12 2.2.3 焊接模拟后处
6、理 . 12 第 3 章 温度场和应力场的模拟 . 13 3.1 焊接工艺方案的确定 . 13 3.2 温度场的模拟及分析 . 14 3.2.1 瞬态温度场的模拟结果 . 14 3.2.2 温度场的对比分析 . 16 3.3 应力场的的模拟与分析 . 16 3.3.1 等效应力分布 . 17 3.3.2 等效应力的对比分析 . 19 3.4 本章小结 . 20 第 4 章 约束条件对焊接变形的影响 . 21 4.1 有关焊接变形 . 21 4.2 焊后变形结果及分析 . 22 4.2.1 焊后宏观变形及分析 . 22 4.2.2 AB 节点方向上的变形结果分析 . 27 4.2.3 CD 节点方向上的变形结果分析 . 29 4.3 本章小结 . 31 第 5 章 结 论 . 32 致 谢 . 32 参 考 文 献 . 33 4 第 1 章 概 论 1.1 课题背景及意义 焊接是一复杂的物理化学过程，长久以来，焊接工艺主要依靠经验积累和实验测 试，成本消耗巨大且焊接质量难以保证、废品率高。由焊接产生的动态应力应变过程及 其
