机械工程学报

作者：邵晨东, 马江坤, 黄舒宇, 兰玲, 吴广明, 芦凤桂

单位：1. 上海交通大学材料科学与工程学院 上海 200240;2. 上海宇航系统工程研究所 上海 201109;3. 上海船舶工艺研究所 上海 200032;4. 中国舰船研究设计中心 上海 201108

关键词：焊接变形,固有应变,数值模拟,结构拘束,焊接顺序；

基金：国家自然科学基金资助项目(U2141213，52171040，52001200)。

基于热-弹-塑性有限元法及固有应变理论，通过ABAQUS通用有限元仿真平台计算了曲面三明治结构激光焊接变形。首先，针对曲面激光焊T型接头，基于考虑材料非线性、几何非线性和接触非线性的热-弹-塑性有限元法对其焊接变形进行模拟计算，并与试验结果进行对比，验证热源及材料模型的预测精度达95%以上。探究不同拘束状态对焊接变形的影响规律，并对比热-弹-塑性有限元法及固有应变方法的计算结果，以保证固有应变法对焊接变形的预测结果可靠性。基于固有应变法探究焊接顺序对曲面三明治结构焊接变形的影响规律。结果表明，通过采用先中间后两边的焊接顺序，可有效控制曲面三明治结构的面板间距变化在0.6 mm以内，能满足大构件制造精度的要求。通过在热弹塑性方法中考虑不同拘束作用的影响，可有效提高固有应变法对大型结构焊接变形的预测精度。

来源：2025年第6期

《机械工程学报》期刊编辑部

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