焊接仿真|双面埋弧焊方案报告
2024-12-20
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坡口：I型
约束方式：纵向固定面的底边（约束x、y、z移动）；纵向自由边（仅约束两端点x、y、z移动）。焊接顺序：沿焊缝从左横向端面到右横向端面，先焊正面，冷却；再后焊背面，冷却。焊接顺序：先焊正面，从中间向右，接着从中间向左，冷却；再焊背面，从中间向右，接着从中间向左，冷却。两方案x、y、z三方向的变形结果，及最大最小变形位置。（图示+表格数据）不同焊接顺序结果显示最大残余应力值和变形值基本相同均400MPa、10mm左右。变形趋势基本相同。端面横向变形呈下凹趋势，中间位置横向变形沿着自由边方向上翘，纵向自由边两次下凹。两种方案均在一分钟内能够计算完成，加上接头计算时间，整体求解时间约为5min不同焊接顺序结果显示最大残余应力值基本相同，均为 367MPa 左右。变形趋势相同，两 端面横向变形呈下凹趋势，中间位置横向变形沿着自由边方向上翘，纵向自由边呈波浪变形。焊接仿真中的固有应变法和热弹塑性法是两种不同的计算方法，它们在计算过程、精度、效率以及适用场景上有所区别。以下是这两种方法的主要区别：热弹塑性法：可以跟踪焊接热-力全过程，包括焊接过程中的热、力及变形和应变的变化。这种方法需要考虑材料在不同温度下的力学性能，包括高温下的弹塑性性能。适合于小精度焊接部件的详细、科学的计算。固有应变法：忽略焊接过程中热、力及变形和应变的随时间的变化，只关注焊后应力和应变的结果。这种方法通过将焊接固有应变值作为初始应变进行一次弹性有限元计算，从而获得整个结构的焊接变形。适合于大型复杂焊接结构的快速分析，能在短时间内获得大型焊接部件的焊接变形计算结果。在精确度上虽然不如热弹塑性法，但所产生的误差是在合理的范围内，适用于大型复杂焊接结构的快速分析。本案例可以体现两种方法变形趋势基本保持一致，在大型结构件计算方面，采用固有应变法较为合适，而采用热弹塑性法很难求解成功，可能一米的结构件就要算几个小时。inteweld接头模块是采用热弹塑性法，通过接头拟合出固有应变给结构件计算。当然上述案例也可以使用inteweld接头模块（热弹塑性法）去计算结果。总的来说，热弹塑性法在计算精度上更高，但计算成本和时间也更高；而固有应变法在计算效率上有优势，适合于大型结构的快速分析，但在精确度上有所牺牲。在实际应用中，可以根据具体的工程需求和资源条件选择合适的方法。
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