Question

基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究

Answer 1

通过分析铸件等效应力随时间变化的各云图可知，
（1）起始时刻，铸件温度在1400摄氏度开始降温时，底座螺栓孔部位等效应力出现最大值，达到4.29GPa，然后在82.7s铸件等效应力最大值迅速下降到1.38GPa，然后依次在896.5s、1896.5s、3896.5s、5896.5s、11896.5s、15000s时刻，铸件等效应力最大值分别下降到0.551 GPa，0.294 GPa，0.126 GPa，0.068 GPa，0.027 GPa，0.025 GPa；
（2）整个降温阶段，轴承孔顶部的等效应力一直比底座部位小，主要是两个原因，一是因为应力分析时，对底座螺栓孔施加固定约束，造成此部分产生应力集中效应，二是因为底座料厚较厚，容易因降温造成变形，导致应力集中；
（3）通过对数据分析可知，降温初始阶段，等效应力下降较快，这是因为铸件材料线膨胀系数在高温阶段数值更大，更容易造成铸件变形，然后由变形不均匀导致等效应力出现。
铸件轴承孔顶端位置单元等效应力随时间变化如下图所示，由此图可知，在前1600s，轴承孔顶端位置单元等效应力迅速下降，然后1600s-15000s轴承孔顶端位置单元等效应力缓慢下降，造成此现象的原因是，降温初始阶段，温度迅速下降，铸件由热膨胀效应导致位移出现，产生应力；