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焊接接头组织模拟进展

徐艳利 , 魏艳红 , 董志波 , 张玉林

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2006.02.020

介绍了焊接接头组织模拟的现状,阐述了组织模拟的主要方法:Monte Carlo方法、Cellular Automaton方法及相场法,分析了不同方法在模拟凝固及固态相变过程中的晶粒生长、组织形貌和各相分数等不同方面的特点和存在的不足.

关键词: 焊接接头 , 组织模拟 , 晶粒生长

不锈钢焊接凝固裂纹的三维数值模拟

董志波 , 魏艳红 , 刘仁培 , 董祖珏

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2006.04.005

焊接凝固裂纹的产生与否取决于两个方面的因素,材料凝固裂纹阻力和凝固裂纹驱动力,凝固裂纹阻力可以通过实验方法来获得,而凝固裂纹驱动力主要采用有限元计算方法得到.本文通过对SUS310不锈钢,在裂纹敏感温度区间内,焊缝金属动态应力应变场演变过程三维模拟计算的研究,得到了10 mm厚板的凝固裂纹驱动力曲线.利用动态单元再生技术,解决了焊接凝固过程的三个因素-焊接熔池的变形、初始温度的变化和凝固收缩的影响.并且模拟计算得到的驱动力与实验测量的凝固裂纹阻力曲线进行了比较,预测了焊缝金属的凝固裂纹.

关键词: 凝固裂纹 , 应力应变场 , 单元再生技术

不锈钢厚板焊接凝固裂纹驱动力的三维数值模拟

董志波 , 魏艳红 , 刘仁培 , 董祖珏

金属学报

利用双椭球形热源模型研究了SUS310不锈钢的三维焊接温度场, 并与实验测量 进行了比较. 在计算温度场的基础上, 重点研究了材料在凝固裂纹敏感温 度区间内, 焊缝金属应变场和位移场的动态场演变过程, 得到了10 mm厚板的凝固 裂纹驱动力曲线, 并利用动态单元再生方法, 消除了焊接凝固过程对应变场的 影响. 模拟计算得到的驱动力曲线与前人实验测量的凝固裂纹阻力曲线进行了 比较, 初步预测了SUS310不锈钢凝固裂纹敏感性.

关键词: 凝固裂纹 , null , null

不锈钢厚板焊接凝固裂纹驱动力的三维数值模拟

董志波 , 魏艳红 , 刘仁培 , 董祖珏

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2005.02.020

利用双椭球形热源模型研究了SUS310不锈钢的三维焊接温度场,并与实验测量进行了比较.在计算温度场的基础上,重点研究了材料在凝固裂纹敏感温度区间内,焊缝金属应变场和位移场的动态场演变过程,得到了10 mm厚板的凝固裂纹驱动力曲线,并利用动态单元再生方法,消除了焊接凝固过程对应变场的影响.模拟计算得到的驱动力曲线与前人实验测量的凝固裂纹阻力曲线进行了比较,初步预测了SUS310不锈钢凝固裂纹敏感性.

关键词: 凝固裂纹 , 应变场 , 单元再生方法

可调拘束实验测量的焊接凝固裂纹阻力曲线的有限元法修正

董志波 , 魏艳红 , 刘仁培

金属学报

利用有限元法对横向可调拘束实验进行了数值模拟, 得到了不同弯曲应变条件下熔池尾部的局部应变, 结果表明：在进行可调拘束实验过程中,焊接熔池尾部确实存在应变集中, 从而对实验测得的平均应变即材料凝固裂纹阻力进行了修正。此外,将横向可调拘束实验模拟得到的局部应变与采用高速摄影和可调拘束相结合测量得到的局部应变进行了对比, 能够较好的吻合。同时, 计算了不锈钢SUS310焊接凝固裂纹驱动力, 并与修正后的阻力曲线进行比较，预测了凝固裂纹敏感性, 预测结果与实验结果相符。说明利用横向可调拘束实验结合数值模拟方法,能够定量预测焊接凝固裂纹。

关键词: 凝固裂纹阻力 , Trans-Varestraint test , null

可调拘束实验测量的焊接凝固裂纹阻力曲线的有限元法修正

董志波 , 魏艳红 , 刘仁培

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2005.07.020

利用有限元法对横向可调拘束实验进行了数值模拟,得到了不同弯曲应变条件下熔池尾部的局部应变,结果表明:在进行可调拘束实验过程中,焊接熔池尾部确实存在应变集中,从而对实验测得的平均应变即材料凝固裂纹阻力进行了修正.此外,将横向可调拘束实验模拟得到的局部应变与采用高速摄影和可调拘束相结合测量得到的局部应变进行了对比,能够较好的吻合.同时,计算了不锈钢SUS310焊接凝固裂纹驱动力,并与修正后的阻力曲线进行比较,预测了凝固裂纹敏感性,预测结果与实验结果相符.说明利用横向可调拘束实验结合数值模拟方法,能够定量预测焊接凝固裂纹.

关键词: 凝固裂纹阻力 , 横向可调拘束实验 , 局部应变 , 有限元方法

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