[发明专利]一种基于焊接微区性能测试的残余应力计算方法

摘要

本发明提供一种基于焊接微区性能测试的残余应力计算方法，包括以下步骤：对焊接微区进行微压剪测试来获得焊接微区载荷-位移曲线，建立微压剪试验过程的3D有限元模型，基于改进的Gurson模型进行有限元逆向反推方法获得焊接微区的真应力应变关系；进行焊接残余应力计算，在进行焊接温度场的计算时，不考虑焊接微区力学性能对温度场变化的影响；获得焊接温度场之后，在进行焊接应力场的计算过程中，将焊接微区的真应力-应变曲线作为焊件温度降低时的常温力学性能参数带入焊接计算模型，计算获得焊接残余应力。本发明方法准确性要高于不考虑焊接微区力学性能的残余应力计算方法获得的结果。

主权项

一种基于焊接微区性能测试的残余应力计算方法，其特征在于，包括以下步骤：1）进行焊接微区微压剪试验获得焊件上距离焊缝中心不同区域的多条载荷‑位移曲线；2）建立焊接微区微压剪试验过程的3D有限元微压剪计算模型，利用有限元逆向反推方法获得模拟的焊接微区的载荷‑位移曲线，材料损伤阶段采用改进的Gurson模型来描述；3）调整3D有限元微压剪计算模型：将步骤2）获得的模拟的焊接微区的载荷‑位移曲线与步骤1）微压剪实验获得的载荷‑位移曲线进行对比，如果吻合程度不能够接受，调整改进的Gurson模型的参数重新计算模拟的焊接微区的载荷‑位移曲线，直到与微压剪实验获得的载荷‑位移曲线吻合为止；具体吻合程度为对比有限元模拟的焊接微区的载荷‑位移曲线与微压剪实验获得的载荷‑位移曲线，当位移一定的情况下，有限元模拟的载荷与微压剪实验获得的载荷之差为微压剪实验获得的载荷的3%以内时，即认为吻合程度可以接受，反之则为吻合程度不能接受；4）在吻合程度已被接受的3D有限元微压剪计算模型的计算结果中提取模拟的焊接微区的真应力‑应变曲线，以该模拟的焊接微区的真应力‑应变曲线作为焊件温度降低时常温力学性能参数输入焊接计算模型，计算出焊件的残余应力。