Q345R厚板焊接残余应力数值模拟研究开题报告

 2020-02-10 10:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

在化工、炼油、医药等行业中,压力容器几乎成为生产中的主要设备。压力容器作为一种特殊设备,是要由国家设置专门机构进行安全监督的,由于其操作介质、操作工况复杂,它的事故发生率要高于一般机械设备,且一旦发生事故,往往出现泄漏、爆炸、火灾,造成人身伤亡、环境污染、装置停产等严重后果和危险。因而,对于压力容器的设计、制造、检验、安装、管理等环节 提出了越来越高的要求。 压力容器各部件之间的连接大多采用焊接的方法,相关数据统计表明,压力容器的破坏大多发生在焊缝周边区域[1-2]。焊接过程由于高度集中的瞬时热输入作用,温度场极不均匀。焊接高温区域受热膨胀,但受到其他金属作用无法自由膨胀,将形成较大的热应力,并随着焊接过程中温度、时间的改变而变化,最终形成焊接应力,而焊接残余应力是缺陷产生的主要因素之一。

目前获得焊接残余应力的方法主要有试验法以及数值模拟法[3-7]。压力容器因其使用功能的特殊性,对于材料的选用有较为严格的要求,且所采用板厚一般较大。国内关于大型构件残余应力的实验较少,其采用的测量方法大多是破坏性的小孔实验[8],只能测量局部位置的残余应力,且容易受设备状态、环境因素等的影响。采用数值模拟的方法能较为准确且直观的获得结构内部残余应力的大小及分布。

大型厚壁结构的数值模拟较为困难,工程量大,但因其具有实用价值,受到了国内外学者的关注。

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