电子束焊接过程温度应力场三维有限元仿真

摘要

利用MSC.MARC有限元分析软件,在考虑电子束焊接匙孔效应基础上,采用双椭圆热模型,通过增大热传导系数、降低弹性模量和屈服强度的方法来模拟焊接过程中流体的流动效应,并采用自编子程序模拟了热源移动的过程,给出了铝锂合金电子束焊接过程中的温度应力场分布.计算结果表明:铝锂合金电子束焊接时,电子束热源对焊缝热冲击较大,焊缝附近处最高温度可达1 300℃左右,三维方向上存在巨大温度梯度,成为热应力集中产生的根源.同时分析了焊缝不同位置处的等效应力演化过程,发现焊缝初始端应力剧烈振荡,处于复杂的三维应力状态,且自始至终高于焊缝的其他位置处的应力分布,成为接头区域薄弱环节.