张可荣 ， 郭桂芳 ， 冯少源 ， 屈 兵 ， 王庆阳

（1.西藏民族大学信息工程学院，陕西 咸阳 712082；2.西北有色金属研究院，陕西 西安 710016）

0 前言

随着工业技术的发展，具有高强度、高耐压、高可靠等特征的大型设备已经越来越多地应用到工业生产中。而其中的大型厚壁结构，比如压缩机机壳，若改用拼焊工艺代替原来的一体化铸造工艺，不仅可大幅降低制造难度，节约制造成本，并且可提升构件的可靠性，降低缺陷率，从而提高构件的使用寿命[1]。

但在实际生产中，大型压缩机机壳的铸改焊工艺对焊接质量的要求很高，而厚壁构件在多层多道焊过程中因拘束度过大、材料可焊性低等因素，极易产生复杂的三向高应力状态，并由此引发机壳沿轴向的角变形与焊缝部位多向变形[2-3]。

其中，在三向应力及变形状态下，机壳的径向膨胀/收缩量将直接决定压缩机的密封性及其性能指标，并严重影响着后续内部零部件的尺寸公差。而机壳沿轴向的角变形与轴向收缩量，将直接决定上下机壳法兰面的水平度及安装尺寸公差，是机壳铸改焊技术成功与否的关键影响因素之一。

针对机壳的变形量对其主要技术指标的影响，一些学者进行了相关的研究与分析[4-5]，对比研究中数值计算与试验方法的分析结果可知，采用弹塑性有限元数值分析，可较好地模拟出机壳的三向应力变形状态，其计算精度与试验结果具有较好的可比较性与参考性[6]。

因此，课题组基于弹塑性有限元分析方法，利用三维模型进行了大型厚壁压缩机机壳不同焊接顺序下的三向变形规律数值研究。……