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叉车门架的焊接变形趋势的研究(有限元分析ANSYS)(含答辩ppt,论文说明书32000字,ansys-摹拟分析,焊接分析图片)

摘要

焊接是牵涉到电弧物理、热传导、冶金和力学的复杂进程。过去，生产中的焊接变形主要凭仗经验，其规律常常难以预测和控制。通常，预测焊接变形的方法是采取热弹塑性有限元法，最近几年来，国内外采取热弹塑性有限元法来分析焊接变形获得了很大的成功，但是这类方法常常需要大容量的计算机和很长计算时间，对较复杂的3维焊接结构，这类方法即便可能也是不经济的。相反白癜风痒痒起来会不会脱屑，焊接变形的固有应变法就能够通过较少的计算解决复杂结构的焊接变形问题，具有非常好的利用前景和实用价值。

本论文研究的是柳工CpCD30叉车外门架的焊接变形趋势。叉车外门架的焊接变形对叉车的工作性能有侧重要的影响，外门架焊接总成时，主要由7个结构件的20多条焊缝焊接而成。本论文通过使用大型有限元软件ANSYS,以固有应变成理论基础较全面的对CpCD30叉车外门架总成的焊接变形进行分析，为以后叉车门架的焊接工作提供有效的参考数据。

关键词焊接变形CpCD30叉车外门架固有应变有限元

Abstract

Weldingisacomplexprocessinvolvingelectric-arcphysics,heattransferring,mechanicsandmetallurgy.Theweldingappearanceincludestheelectromagneticwelding,heat-transferringprocess,themetalmeltingandsolidification,thephase-changingcooling,weldingstressanddeformation,andsoon.predictionandcontrolofweldingdeformationisurgentlysettledbyweldingmanufacturing.Formerly,theweldingdeformationpredictionandcontrolisusuallybasedonexperience,sothattheruleofweldingdeformationishardlydopeoutandcontrolled.Usually,thethermalelasto-plasticfiniteelementmethod(FEM)isdealwiththepreditionofweldingdeformation.Recentlythethermalelasto-plasticfiniteelementmethod(FEM)isdevelopedtoanalysethepredictionofweldingdeformation,whichgaincertainsuccesses,butthismethodrequireslargevolumecomputermemoryandlongcomputationaltimetothesulutionoflargeendcomplicated3Dweldingstucture,whichisnotefficientandeconomicalfortheabovesituation.Contrally,theinherentstrainFEMhasgreatsuperiorityinpredictinglargescaleweldingstruturedeformationwithrelativelyshortercomputationaltime,whichholdswellapplicationprospectsandpracticalvalue.

Inthispaper,whichstudysthetrendofweldingdeformationofoutsidedoorframeofLiugongCpCD30forklifts.Weldingdeformationofforklifts’outsidedoorframehasgreatimpacttocapabilityofforklifts.Theoutsidedoorframeofforkliftassemblyismadeupofsevenstruturalframewithmorethan20welds.Thepaperadoptgenericlarge-scalefiniteelementsoftware(ansys)toanalyseweldingdeformationbasedonthetheoryofinherentstrain,whichprovideseffectivereferenceddataforweldinghenceforthinthefuture.

Keywordsweldingdeformation,CpCD30outsidedoorframe,inherentstrain,finiteelementmethod(FEM)

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目录

1绪论1

1.1课题来源、目的和意义1

1.1.1课题的来源1

1.1.2课题的目的1

1.1.3课题研究的意义1

1.2课题研究的背景1

1.3焊接变形的研究方法2

1.3.1建立在实验和统计基础上的经验曲线与公式3

1.3.2基于1维解析的残余塑变法3

1.3.3热弹塑性有限元法3

1.3.4残余塑变有限元法（固有应变法）3

1.4焊接变形研究中经常使用的软件4

1.5国内外焊接变形研究的历史与现状4

1.5.1国外焊接变形研究与发展状态4

1.5.2国内焊接变形研究与发展状态6

1.6本论文研究的内容6

1.7本章小结7

2焊接数值摹拟8

2.1有限元法简介8

2.2焊接有限元分析简介9

2.3有限元的基本理论10

2.4弹性力学有限元分析基本理论13

2.4.11点应力状态13

2.4.2应变1位移方程14

2.4.3应力1应变方程14

2.4.4虚功原理15

2.5壳单元基本算法16

2.5.1Shell181壳单元16

2.6固有应变理论21

2.6.1固有应变有限元法21

2.6.2固有应变有限元法的计算机制25

2.6.3固有应变的施加方法26

2.7本章小结26

3焊接数值摹拟软件的选用及其主要功能27

3白癜风患者可以补充维生素C吗.1ANSYS软件的简介27

3.2ANSYS程序功能28

3.3ANSYS程序单元类型29

3.4ANSYS程序材料类型29

3.5ANSYS文件系统29

3.6ANSYS软件在焊接变形分析中的利用30

3.7ANSYS软件在焊接固有应变法中的利用31

3.8本章小结31

4CpCD30叉车外门架焊接变形摹拟分析32

4.1用ANSYS软件进行有限元分析的典型进程32

4.2CpCD30叉车外门架的主要分析指标32

4.3基于UG/CAD的外门架3维实体建模33

4.4叉车外门架的材料属性34

4.5叉车外门架有限元模型的建立与仿真35

4.5.1叉车外门架固有应变的计算35

4.5.2模型的导入39

4.5.3定义接触39

4.5.4定义模型材料属性和片体厚度40

4.5.5叉车外门架有限元模型单元的选择41

4.6.6叉车外门架网格的划分42

4肚子上长白癜风.5.7边界束缚条件和加载43

4.5.8外门架焊接变形摹拟计算43

4.6外门架左右滑道内侧面和左右滑道上侧面变形分析45

4.6.1外门架左右滑道内侧面X方向变形分析45

4.6.2平行度的定义及检测方法47

4.6.3左右滑道内侧面平行度误差分析49

4.6.4左右滑道上侧面平行度误差分析50

4.7外门架焊前措施的采取51

4.7.1外门架焊前反变形措施的采取51

4.7.2外门架左右滑道X方向变形分析54

4.7.3左右滑道内侧面平行度误差分析54

4.7.4左右滑道上侧面平行度误差分析56

4.7.5上横梁与挂链座单独焊接时外门架焊后变形趋势57

4.8本章小结58

结束语59

致谢61

参考文献62

附录64