发射架是运输发射车的重要组成部分,由方管焊接成型。在焊接过程中,由于材料受多物理场交互作用,而造成焊接残余应力和残余变形的存在,同时过大的焊接残余应力和残余变形将严重影响焊后结构的承载能力及使用性能。本课题采用理论分析和实验验证相结合的方法,研究发射架焊接变形的分布规律,优化焊接工艺和焊接工装,达到控制焊接变形的目的。论文阐述了有限元分析涉及到的温度场和结构场的相关理论。建立了焊接过程热-结构耦合模型,采用间接耦合法,将温度场的仿真结果作为载荷作用在结构场的计算中。其中热源模型为基于生死单元技术的高斯移动热源模型。发射架焊接接头主要形式为T型和KT型,对两种接头进行模拟,得出焊接热循环具有加热速度快,温度高且高温停留时间较短,且冷却速度快等特点。通过不同路径上x、y、z各向应力变形分布曲线,得出焊接变形主要发生在焊缝周围,且焊缝搭接处变形较严重。其中T型接头各向变形以x向(横方管轴向)弯曲变形为主,KT型接头各向变形以x向压缩变形为主。完成了焊接工艺的优化,对焊接参数进行正交试验,分析了焊接变形的主要影响因素及影响结果,焊接电流对焊接变形的影响最显著,对KT型接头焊接参数进行了优化,按照焊接顺序对焊接方案进行了优选。对两种接头焊接完成了新工装设计。通过实验,仿真结果与实验结果一致,证明了焊接热-结构有限元模型在预测变形方面的正确性。 还原
