挖掘机中框架焊接变形与残余应力数值模拟分析
| 摘要 | 第3-5页 |
| abstract | 第5-7页 |
| 1 绪论 | 第11-21页 |
| 1.1 课题的背景及意义 | 第11-15页 |
| 1.1.1 焊接变形与残余应力的形成机理 | 第13页 |
| 1.1.2 焊接变形与残余应力的危害 | 第13-14页 |
| 1.1.3 控制焊接变形及残余应力的措施 | 第14-15页 |
| 1.2 国内外焊接数值模拟研究进展 | 第15-17页 |
| 1.3 焊接数值模拟存在的难点 | 第17页 |
| 1.4 本文的主要研究内容及研究方案 | 第17-21页 |
| 1.4.1 研究内容 | 第17-18页 |
| 1.4.2 研究方案 | 第18-21页 |
| 2 焊接有限元分析基础理论 | 第21-29页 |
| 2.1 传热问题的有限元分析 | 第21-24页 |
| 2.1.1 传热控制方程 | 第21-23页 |
| 2.1.2 热辐射控制方程 | 第23页 |
| 2.1.3 热对流控制方程 | 第23-24页 |
| 2.2 焊接热弹塑性理论基础 | 第24-25页 |
| 2.2.1 焊接材料应力与应变关系 | 第24页 |
| 2.2.2 平衡方程与求解方程 | 第24-25页 |
| 2.3 Marc软件的介绍 | 第25-27页 |
| 2.3.1 迭代收敛的控制 | 第25-26页 |
| 2.3.2 Marc软件的二次开发 | 第26-27页 |
| 2.4 本章小结 | 第27-29页 |
| 3 焊接热源模型研究 | 第29-45页 |
| 3.1 焊接热源模型的分类 | 第29-30页 |
| 3.2 典型热源模型 | 第30-32页 |
| 3.2.1 Rosenthal线热源模型 | 第30页 |
| 3.2.2 高斯热源模型 | 第30-31页 |
| 3.2.3 双椭球热源模型 | 第31-32页 |
| 3.3 分段温控高效热源 | 第32-34页 |
| 3.4 分段温控高效热源的验证分析 | 第34-44页 |
| 3.4.1 T形接头有限元模型的建立 | 第35-36页 |
| 3.4.2 焊接材料力学参数与边界条件设置 | 第36-37页 |
| 3.4.3 计算结果分析 | 第37-44页 |
| 3.5 本章小结 | 第44-45页 |
| 4 中框架焊接数值模拟分析及其工艺优化 | 第45-65页 |
| 4.1 挖掘机中框架结构与有限元模型的建立 | 第45-47页 |
| 4.2 单元质量及连续性检查 | 第47-50页 |
| 4.3 焊接参数的设计与选择 | 第50-54页 |
| 4.3.1 热源模型的选择 | 第51页 |
| 4.3.2 焊接材料及热效率的确定 | 第51-52页 |
| 4.3.3 力学边界条件的确定 | 第52-53页 |
| 4.3.4 边界换热系数和相变应力的处理 | 第53-54页 |
| 4.3.5 迭代步长的设置 | 第54页 |
| 4.4 焊接优化方案的设计 | 第54-55页 |
| 4.5 第一层焊缝焊接次序优化 | 第55-58页 |
| 4.5.1 焊接次序对焊接变形的影响 | 第56-57页 |
| 4.5.2 焊接次序对焊接残余应力的影响 | 第57-58页 |
| 4.6 第一层焊缝焊接方向优化 | 第58-61页 |
| 4.6.1 焊接方向对焊接变形的影响 | 第59-60页 |
| 4.6.2 焊接方向对焊接残余应力的影响 | 第60-61页 |
| 4.7 整体焊接顺序优化与验证 | 第61-63页 |
| 4.8 本章小结 | 第63-65页 |
| 5 基于遗传算法的焊接工艺参数多目标优化 | 第65-83页 |
| 5.1 遗传算法的简介 | 第65-68页 |
| 5.1.1 遗传算法与传统优化方法的比较 | 第65-66页 |
| 5.1.2 遗传算法的特点 | 第66页 |
| 5.1.3 遗传算法的运算过程 | 第66-67页 |
| 5.1.4 遗传算法的多目标优化 | 第67-68页 |
| 5.2 MATLAB软件的介绍 | 第68页 |
| 5.3 焊接参数多目标优化的实现 | 第68-71页 |
| 5.3.1 优化方案的确定 | 第68-69页 |
| 5.3.2 Marc与MATLAB的连接 | 第69-71页 |
| 5.4 优化模型的确定 | 第71-76页 |
| 5.4.1 目标函数的确定 | 第71-72页 |
| 5.4.2 优化变量及约束条件的确定 | 第72-73页 |
| 5.4.3 关键参数确定 | 第73-74页 |
| 5.4.4 优化算法的编码方法 | 第74-75页 |
| 5.4.5 优化算法的选择方法 | 第75页 |
| 5.4.6 优化算法的交叉方法 | 第75-76页 |
| 5.4.7 优化算法的变异方法 | 第76页 |
| 5.5 焊接参数优化结果分析 | 第76-79页 |
| 5.6 焊接变形与残余应力结果分析 | 第79-82页 |
| 5.7 本章小结 | 第82-83页 |
| 6 结论及展望 | 第83-85页 |
| 6.1 本文主要工作及结论 | 第83页 |
| 6.2 主要创新点 | 第83-84页 |
| 6.3 展望 | 第84-85页 |
| 参考文献 | 第85-91页 |
| 硕士研究生学习阶段主要成绩 | 第91-93页 |
| 致谢 | 第93页 |
