山西景观高炮广告讲钢管焊接

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    焊接残余应力数值模拟属于热-结构耦合分析，热-结构耦合分析最简单的方法是进行顺序耦合热应力分析。在这种情况下，首先进行热分析，然后在结构分析中应用热分析结果。使用这种方法，结构性能不影响热结果，符合焊接特性，故本文采用间接顺序耦合分析法对焊接残余应力进行数值模拟。

    有限元模型建立与网格划分
    本文采用ABAQUS有限元分析软件建立上述试验“管-球”节点的足尺计算模型，由于该模型具有轴对称的性质，故将模型做1/2简化。考虑到焊缝区和近焊缝区有较大的温度梯度，在焊缝及焊缝附近采用较为精密的网格划分[7]，单元尺寸控制在2 mm以内；在远离焊缝的区域划分相对稀疏的网格，中间设置过渡网格。将整个有限元模型离散成101 200个单元，单元类型为传热单元。

    材料属性
    焊接温度场模拟属于非线性瞬态热分析，材料非线性对焊接模拟计算结果的准确性会产生重要的影响，但现阶段在高温状态下的材料热物理性能参数相当匮乏，文中材料主要性能参数参考文献[10]并略作修改(见表1)。在焊接过程中，假定对流系数h=25 W/(m2·℃)，部分数据通过线性插值的方法确定。本次模拟考虑了焊料在焊接过程中的固-液相变潜热，将焊缝单元的液化温度设置为1 500 ℃，固化温度为1 400 ℃，潜热值为260 kJ/kg。
    在ABAQUS焊接界面(AWI)提交热分析作业的同时，软件自动创建结构模型及荷载步，并以热分析结果为荷载施加到相应的荷载步，所以不必再重新建模，继续采用热分析中的模型和网格形式，使用三维应力单元。故采用顺序耦合热应力分析法对焊接残余应力进行模拟时，热分析与应力分析不能同时提交。

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