胡掌稳，熊逸群，牟　军，王海博，郑　轩，胡凌云，庞红良，黄　玉，张　龙

(1.北京市三一重机有限公司，北京 102206；2.北京翔博科技股份有限公司，北京 100086)



基于固有应变法的桅杆焊接工艺仿真

胡掌稳1，熊逸群1，牟军1，王海博1，郑轩2，胡凌云2，庞红良2，黄玉2，张龙2

(1.北京市三一重机有限公司，北京 102206；2.北京翔博科技股份有限公司，北京 100086)

桅杆的材料为Q345B，通过采用焊接的方式，将桅杆的底板、侧板、顶板和加强筋焊接成装配件。桅杆在焊后存在变形，需要通过热校形来减小和控制变形量。基于固有应变法对桅杆的焊接成型工艺进行仿真，通过三维弹塑性有限元仿真，得到焊接成型过程中焊缝周围的残余应力分布和固有应变分布趋势，进而通过固有应变法获得桅杆焊后的整体变形。

焊接；桅杆；固有应变法；三维弹塑性有限元；焊缝应力应变分布

焊接过程中经历了复杂的物理过程，如微观组织、热和力学场量耦合[1-2]。冷却过程积累的塑性应变主要决定了焊接残余变形。桅杆焊接工艺的仿真方法为固有应变法[3-4]。固有应变法的基本原理为先通过热弹塑性有限元法分析焊接接头，得到焊缝周围的残余应力分布和固有应变分布，再将焊缝及其附近所产生的固有应变作为初始应变，进行一次弹性有限元计算，来获得整个桅杆结构的焊接变形，进而优化大型复杂结构的焊接顺序。

北京翔博科技股份有限公司在ABAQUS成熟商用软件的基础上进行封装，基于固有应变法形成了多工艺连续仿真软件焊接工艺模块，实现了大型复杂结构的焊接工艺仿真，可对复杂结构的焊后整体变形进行分析。……