[發(fā)明專利]一種焊接數(shù)值模擬輔助實驗測量殘余應(yīng)力的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510859573.4
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN105486430A
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧德安;李索;張彥斌;葉延洪
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: G01L1/00
• 分類號: G01L1/00
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所 50123
• 代理人: 康海燕

1.一種焊接數(shù)值模擬輔助實驗測量殘余應(yīng)力的方法，其特征在于包括以下步驟：

1）根據(jù)被焊工件材料、尺寸和焊接參數(shù)，建立3D有限元模型，利用熱-彈-塑性有限元計 算方法進(jìn)行焊接數(shù)值模擬，預(yù)測整個工件的殘余應(yīng)力分布；

2）分析殘余應(yīng)力分布特征，在能充分反映殘余應(yīng)力分布特點的區(qū)域選擇盲孔法打孔測 量位置，計算這些測量位置的應(yīng)力梯度；

3）在應(yīng)力梯度大于100MPa/mm的測量位置，選擇孔心片心距小于5mm的應(yīng)變花，其他 區(qū)域的應(yīng)變花尺寸沒有特殊要求；

4）在選中的測量位置粘貼應(yīng)變花，用盲孔法進(jìn)行殘余應(yīng)力測量，比較模擬結(jié)果和測量 結(jié)果；

5）若模擬結(jié)果和測量結(jié)果相差大于100MPa，應(yīng)沿焊縫方向重新選擇一個位置，再次進(jìn) 行殘余應(yīng)力測量加以驗證，若兩次測量結(jié)果誤差大于50MPa，則重復(fù)該步驟；

6）重復(fù)步驟4）直至完成所有選定位置的殘余應(yīng)力測量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接數(shù)值模擬輔助實驗測量殘余應(yīng)力的方法，其特征在于上 述步驟1）中，焊縫區(qū)寬度方向上網(wǎng)格尺寸小于整個寬度的1/4，深度方向上小于1/2，長度方 向上的網(wǎng)格尺寸小于焊接速度的值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接數(shù)值模擬輔助實驗測量殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，所 述步驟1）中，對于中、高碳鋼焊接工件的數(shù)值模擬，采用考慮冶金因素的熱-彈-塑性有限元 計算方法。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接數(shù)值模擬輔助實驗測量殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，所 述步驟2）中，能充分反映殘余應(yīng)力分布特點的區(qū)域是指峰值區(qū)域、平緩區(qū)域。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接數(shù)值模擬輔助實驗測量殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，所 述步驟2）中，在焊接過程穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)選擇測量位置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接數(shù)值模擬輔助實驗測量殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，所 述步驟2）中，打孔測量位置的間距不小于25mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接數(shù)值模擬輔助實驗測量殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，所 述步驟5）中，在重新選取測量位置時，兩個測量位置的殘余應(yīng)力模擬值相差小于5%，且兩點 連線的應(yīng)力變化小于5MPa/mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接數(shù)值模擬輔助實驗測量殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，所 述步驟6）中，量結(jié)束后，沿焊縫方向?qū)⒏鳒y量點的測量結(jié)果投影到一條垂直于焊縫的直線 上。