对焊管道焊接残余应力分布规律的有限元分析

摘要

以大型通用有限元软件ANSYS为基础,建立了对焊管道三维有限元计算模型。通过对焊接温度场、应力场计算结果的分析,得出了对焊管道焊接残余应力的应力集中区域以及焊接残余应力在管道厚度方向的分布规律。分析结果表明:线热源无法准确模拟出施焊过程中焊缝的热交换过程和熔池现象;管道对接焊时,会在施焊终点处形成较大的应力集中区域;在管道内、外表面,径向残余应力在焊趾处均表现为拉应力,随距焊趾距离的增加迅速转化为压应力,轴向残余应力在管道外表面表现为压应力,在管道内表面表现为拉应力;在管道厚度方向,径向残余应力在焊趾处表现为拉应力,并随深度的增大而增大,轴向残余应力在近外表面区域表现为压应力,随着深度的增大,逐渐转化为拉应力。