ANSYS平台下的焊接残余应力数值模拟研究

"基于ANSYS平台的焊接残余应力模拟 (2004年)，朱援祥等人通过ANSYS平台和APDL语言编程，对焊接接头的残余应力进行了数值模拟，结果显示与实测相符，有助于优化焊接工艺设计。" 在焊接工程中，焊接残余应力是一个关键问题，因为这种应力可能影响结构的稳定性和疲劳寿命。这篇2004年的论文"基于ANSYS平台的焊接残余应力模拟"详细探讨了如何利用先进的计算工具来理解和管理这种应力。作者团队包括朱援祥、王勤、赵学荣和孙秦明，他们分别来自华中科技大学和武汉大学。 论文指出，传统的残余应力测量方法，如盲孔法和X射线衍射法，虽然准确，但成本高且耗时。随着计算机技术和有限元分析的发展，数值模拟成为了一种更有效的方法。ANSYS是一款强大的有限元分析软件，能够处理热-结构耦合以及瞬态、非线性问题，因此在焊接模拟领域有着广泛应用。 在该研究中，作者们利用ANSYS的APDL语言编程，创建了一个计算焊接残余应力的流程。这个流程首先涉及计算焊接过程中的瞬态温度场，因为不均匀的热循环是导致残余应力的主要原因。然后，将这些温度数据作为结构分析的体载荷，从而求解焊接过程中的瞬态应力场，最终得到残余应力的分布。 论文中的计算流程包括以下几个步骤： 1. 建立焊接接头的几何模型。 2. 使用APDL编程定义材料属性、边界条件和焊接过程的热源函数。 3. 求解瞬态温度场，获取每个节点在焊接过程中的温度历史。 4. 将温度历史数据作为输入，进行结构分析，模拟热应力的演变。 5. 分析最终的残余应力分布，并与实际测量结果对比。 根据论文所述，模拟结果与实测数据有很好的吻合度，这表明使用ANSYS进行焊接残余应力模拟是一种可靠的方法。这一成果对于焊接工艺的优化，以及预测和控制焊接结构的性能具有重要的指导价值。 这篇论文为焊接工程提供了一种高效的工具，通过数值模拟来评估和减轻焊接残余应力的影响，从而提高了焊接结构的安全性和经济性。同时，它也展示了ANSYS和APDL在解决复杂工程问题上的强大潜力。