航空发动机关键零部件焊接过程模拟及应用研究

【类型】学位论文

【作者】张瑛莉 

【关键词】 变形,航空发动机,温度场,焊接模拟,应力场

【摘要】焊接作为一种常规而又不断创新的工艺技术，在航空发动机的研制和生产中有着极其重要的地位和特殊作用。深入研究航空发动机零部件熔化焊接的热过程和应力及变形，对于保证航空发动机的制造质量具有重要的理论及实际意义。本文以航空发动机零部件的三个典型焊接结构为例，应用商业有限元分析软件SYSWeld系统的研究了其熔焊过程的热力行为。基于SYSWeld建立了航空发动机加力筒体后段纵缝焊接、扩散器外壁环缝焊接、安装座相贯线焊缝焊接三个实例的有限元分析模型。根据熔焊温度场及力学模拟分析的需要，对比分析了不同焊接热源模型的区别。通过SYSWeld的热源校核工具，最终确定了适合的热源模型。建模完成以后，进行了单向热—力耦合计算，即首先完成热分析，随后基于温度场结果进行力学分析计算。计算过程中同时考虑了温度变化造成的金属相变及其对应力场的影响。就计算结果，对每个模型的温度场、金属相变、应力场和变形进行了定性分析。研究了焊件上整体温度的分布情况，关键部位的温度变化；讨论了材料的金相组织变化及其对应力场的影响；分析了焊接过程中应力与变形的变化规律及焊接残余应力与残余变形的分布。能够为航空发动机零部件的实际焊接工艺提供理论依据。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】汪苏

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