机械工程学报

作者：逯世杰, 郑乔, 张超华, 王义峰, 邓德安

单位：重庆大学材料科学与工程学院 重庆 400044

关键词：焊接变形,焊接残余应力,计算效率,软件比较,预测精度；

基金：国家自然科学基金（51275544）和重庆市研究生科研创新（CYB18003）资助项目。

以Q390高强钢厚板多层多道焊T型接头为研究对象，分别基于ABAQUS、MARC和SYSWELD三款不同的有限元软件平台，开发“热-弹-塑性有限元方法”模拟接头的焊接温度场、残余应力与焊接变形。采用理论方法检验三种数值模拟软件在计算焊接温度场时的热量损失情况。结果表明，通过ABAQUS软件进行多层多道焊温度场的计算时，在后续焊道单元的添加和激活过程中，会造成热量的损失，对此提出了相应的解决方案；另外两个软件对焊接温度场的计算不存在热量损失问题。同时，采用试验方法实测接头的焊接残余应力和焊接变形。通过对比数值模拟结果与试验结果可知，三种不同的数值模拟软件对焊接残余应力都有较高的预测精度。对于焊接变形，ABAQUS的预测精度最高，然而计算时间最长；MARC次之，与ABAQUS相比计算效率提高了55%；SYSWELD对多层多道焊焊接变形的预测精度相对较差，但其计算效率最高，与ABAQUS相比效率提高了66%。为充分利用各个软件的优势进行焊接数值模拟的研究提供了较好的借鉴和参考价值。

来源：2019年第6期

《机械工程学报》期刊编辑部

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