焊接坡口形狀與殘余應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系分析（開題報(bào)告）
1、課題的目的及意義（含國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析）
1.1課題的目的及意義：　
焊接是一個(gè)涉及傳熱學(xué)、電磁學(xué)、材料冶金學(xué)、固體和流體力學(xué)等多學(xué)科交叉的復(fù)雜過程。由焊接產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)應(yīng)力應(yīng)變過程及其隨后形成的殘余應(yīng)力，是導(dǎo)致焊接裂紋和接頭強(qiáng)度與性能下降的重要因素。迄今為止，焊接殘余應(yīng)力一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn)問題，仍是焊接生產(chǎn)領(lǐng)域中迫切需要解決的問題。與此同時(shí)，焊接作為現(xiàn)代工程技術(shù)的重要組成部分與工程結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系，當(dāng)強(qiáng)度等級(jí)相同時(shí)，開坡口填充的金屬量少于不開坡口的，這對(duì)減少焊接殘余應(yīng)力和焊接變形是有利的。焊接制造中當(dāng)技術(shù)要求厚板熔透的焊縫時(shí)，無論何種接頭型式，均要開坡口，坡口型式和尺寸由材質(zhì)、接頭強(qiáng)度、焊接方法、板厚、焊接位置、使用條件、成本技術(shù)要求等諸多因素決定。而且不同的坡口類型在進(jìn)行焊接時(shí)熱影響區(qū)和焊接變形都不盡相同。因此，焊接坡口形狀與殘余應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的分析，對(duì)焊接的發(fā)展和研究有著重要的意義。
測量殘余應(yīng)力的方法主要有盲孔法和X射線衍射法，這些方法需要專門的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，若要了解焊接接頭區(qū)域的殘余應(yīng)力變化情況,則費(fèi)時(shí)費(fèi)力，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和有限元方法的快速發(fā)展，引發(fā)了焊接模擬技術(shù)的熱潮，它不僅可以節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間、節(jié)約研究經(jīng)費(fèi)，而且可以了解試件上殘余應(yīng)力的連續(xù)分布規(guī)律，優(yōu)化焊接工藝。故在焊接坡口形狀和殘余應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系分析課題的研究過程中，優(yōu)先采用有限元分析法。ANSYS[1] 軟件是一種大型有限元分析軟件,可以實(shí)現(xiàn)多種物理場的耦合計(jì)算;不但可用其進(jìn)行諸如結(jié)構(gòu)、熱、流體流動(dòng)、電磁等的單獨(dú)研究，還可以進(jìn)行這些類型的相互影響研究。它可以實(shí)現(xiàn)前后處理、求解及多場分析統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫。而且應(yīng)用ANSYS提供的數(shù)據(jù)接口，可精確地將CAD系統(tǒng)下生成的幾何數(shù)據(jù)傳入ANSYS中，并對(duì)其分網(wǎng)求解，這樣就不必因?yàn)樵诜治鱿抵兄匦陆⒛Ｐ屠速M(fèi)時(shí)間[2]。前人嘗試應(yīng)用ANSYS軟件對(duì)溫度場和應(yīng)力場進(jìn)行了模擬研究，并且將有限元計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，得出有限元計(jì)算的結(jié)果是合理的。因而在焊接坡口形狀和殘余應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系分析中，應(yīng)用ANSYS軟件進(jìn)行分析和研究是十分有益的。