尺寸因素对2D轴对称模型计算不锈钢管焊接残余应力精度的影响

摘要

采用数值模拟和实验相结合的方法研究了尺寸因素对2D轴对称模型计算SUS316不锈钢管焊接残余应力精度的影响。基于通用有限元软件MSC. Marc,分别采用2D轴对称模型和3D模型计算了不同尺寸圆管对接接头的温度场和焊接残余应力分布,并将小尺寸管残余应力计算结果与实验测量结果进行了比较。结果表明,2D轴对称模型与3D模型计算结果整体吻合较好,但在靠近内表面的焊缝及近焊缝区域,焊接残余应力的幅值和拉压应力区域的大小存在一定差别,且差别随圆管尺寸的增加而增大。对于实际的工程应用,在不考虑始终端应力问题时,可以用2D轴对称模型代替3D模型计算环焊缝稳定区残余应力,从而节省大量计算时间。