机械工程学报

作者：张超华, 王晓霞, 常茂椿, 王虎, 叶延洪, 邓德安

单位：重庆大学材料科学与工程学院 重庆 400045

关键词：低合金高强钢,焊缝金属屈服强度,加工硬化,残余应力,变形,数值模拟；

基金：国家自然科学基金资助项目（51875063）。

建立合适的材料模型是有限元法准确预测焊接残余应力与变形的关键。基于有限元软件ABAQUS，采用热-弹-塑性有限元方法模拟Q345低合金高强钢平板对接接头的焊接残余应力与变形，探讨焊缝金属的屈服强度和材料的加工硬化对焊接残余应力和变形的影响。数值模拟结果表明，与理想弹塑性模型预测的结果相比，材料模型区分考虑母材和焊缝金属的屈服强度会明显增加焊缝及其附近区域的纵向残余应力，材料模型考虑材料的加工硬化及退火软化效应会显著增加焊接接头下表面的纵向和横向残余应力，材料模型考虑焊缝金属的屈服强度和材料的加工硬化及退火软化效应对平板对接接头角变形的影响较小。比较计算结果与试验结果可知，为准确地预测Q345钢接头焊接残余应力与变形，材料模型要区分考虑母材与焊缝金属的屈服强度、材料的加工硬化及退火软化效应。提出的材料模型为采用数值模拟方法高精度地获得Q345低合金高强钢接头或结构的残余应力与变形奠定了理论基础。

来源：2021年第10期

《机械工程学报》期刊编辑部

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