一种约束状态下构件焊接变形的预测方法

摘要

一种约束状态下构件焊接变形的预测方法，先假设构件在自由状态下焊接后的固有应变与构件在约束状态下焊接后的固有应变、构件在约束状态下焊接后的固有应力之间存在函数关系，并基于实验结果找出函数中的待定参数，再利用这种函数关系和固有应变有限元法进行构件在约束状态下焊接后的固有应力与固有应变的迭代计算，并设置收敛条件，收敛得到约束状态下预测的固有应变和固有应力，最后再通过固有应变有限元法算出构件在约束状态下焊接后的焊接变形。本发明是在预测了构件在约束状态下焊接后的固有应变后再进行固有应变有限元法计算，能更准确地预测构件在约束状态下焊接后的焊接变形。

主权项

一种约束状态下构件焊接变形的预测方法，其特征在于：包括以下步骤：A.假设在相同焊接条件下，构件在自由状态下焊接后的固有应变构件在约束状态下焊接后的固有应变和构件在约束状态下焊接后的固有应力之间存在以下关系：${\overrightarrow{ϵ}}^{\prime }={\overrightarrow{ϵ}}^{*}+\mathrm{\alpha f}\left(\overrightarrow{\sigma }\right)---\left(1\right)$其中α为待定系数矩阵，为关于的函数；B.设定并保证为光滑连续函数且f(0)＝0，即当构件退化为自由状态下的情形，并将设定的代入式(1)中，形成第一表达式；C.在相同的焊接条件下，测得构件在自由状态下焊接后的固有应变、构件在约束状态下焊接后的固有应变和构件在约束状态下焊接后的固有应力，根据步骤B得到的第一表达式求得待定系数矩阵，并将求得的待定系数矩阵代入第一表达式中，以形成第二表达式；D.在其他焊接条件下，根据构件在自由状态焊接后的固有应变和步骤C得到的第二表达式预测构件在约束状态下焊接后的固有应变，包括步骤D1‑D4：D1.把构件在自由状态下焊接后的固有应变作为构件在约束状态下焊接后的固有应变，利用固有应变有限元法求得预估的构件在约束状态下焊接后的固有应力，即为预估固有应力；D2.把预估固有应力作为构件在约束状态下焊接后的固有应力，结合步骤D1中的构件在自由状态下焊接后的固有应变，根据步骤C得到的第二表达式求得预测的构件在约束状态下焊接后的固有应变，即为修正固有应变；D3.把修正固有应变作为构件在约束状态下焊接后的固有应变，利用固有应变有限元法求得预测的构件在约束状态下焊接后的固有应力，即为修正固有应力，并设定该修正固有应力的最大允许相对误差；D4.用修正固有应力替代预估固有应力，并重复步骤D2、D3进行迭代计算，直至修正固有应力的相对误差小于步骤D3设定的最大允许相对误差时，迭代结束，进入步骤E；E.把最后求得的修正固有应变作为构件在约束状态下焊接后的固有应变，利用固有应变有限元法求得构件在约束状态下焊接后的变形。