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钛合金电子束焊接温度场与应力场的三维有限元数值模拟

胡美娟  刘金合  
【摘要】:利用ANSYS有限元分析软件,针对12mm厚TC4钛合金平板电子束焊接的温度场和应力场进行数值模拟。有限元模型采用圆锥体热源考虑电子束焊接时的小孔效应;材料的热、力学性能参数随温度变化;相变和熔池内液体的对流散热通过比热和热导率的变化实现。计算结果表明:钛合金电子束深熔焊时,熔池呈典型的卵形分布,垂直焊缝的横截面温度场分布同实际的焊缝形状一致。焊接残余应力主要存在于焊缝附近 4mm内。板厚方向上除了纵向和横向残余应力,还存在数值较大的垂直残余应力,平板内部出现了危险的局部三维残余拉应力状态。

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