結(jié)構(gòu)變形仿真的案例
“精算”那些事 第五篇： 沖壓有限元仿真知多少
翻孔凹模
這時通過結(jié)構(gòu)變形仿真、很快就會告訴我們答案：我們進(jìn)行體單元（模具彈塑體單元、彈塑板料體單元）的全耦合成形分析
翻孔凹模等效塑性應(yīng)變
翻孔凹模法向位移
通過仿真我們可以直觀的確定模具強(qiáng)度肯定無法滿足量產(chǎn)、預(yù)估連50件都用不了（注：關(guān)于壽命問題當(dāng)然通過疲勞仿真可以解決 ）
作用2： 縮短模具研合時間、減輕鉗工工作量。
考慮機(jī)床撓度、模具重量 模具到底狀體受力仿真
凸模Z向變形云圖
壓邊圈Z向變形云圖
凹模Z向變形云圖
下工作臺面Z向撓度變形云圖
通過仿真我們很快可以確定為什么模具研合時出現(xiàn)著色四周硬、中間空的“空心”現(xiàn)象了，模面數(shù)據(jù)設(shè)計時提供合理的參考數(shù)值。
當(dāng)然沖壓成形仿真 屬于接觸非線性、受產(chǎn)品接觸位置位移的變化、其成形接觸力始終為非線性變化的，我們還要考慮沖壓過程中模具體所受載荷狀態(tài)、當(dāng)工具體作為彈塑體與作為剛體時，仿真回彈的結(jié)果也是不同的。
材質(zhì)：DP980 T=1.6MM 凹模Z值位移
凸模的Z值位移云圖
基于板材成形仿真及模具結(jié)構(gòu)變形仿真可以構(gòu)建一套模面細(xì)化數(shù)據(jù)流程了。
對于內(nèi)高壓成形來說，個人認(rèn)為結(jié)構(gòu)變形是必不可少的，模具在較大內(nèi)壓及合模力雙重載荷下，其結(jié)構(gòu)勢必存在變形風(fēng)險，特別是存在側(cè)向力時，產(chǎn)品出現(xiàn)分模痕很難消除。
內(nèi)高壓結(jié)構(gòu)受力分析
小節(jié)：模具結(jié)構(gòu)變形受力仿真、個人認(rèn)為其作用在沖壓模具領(lǐng)域應(yīng)該是除成形仿真之外最為重要的一項仿真了，把傳統(tǒng)的經(jīng)驗評判轉(zhuǎn)變到數(shù)據(jù)量化支持。擺脫“3、4、5”“4、5、6”標(biāo)準(zhǔn)束縛，并結(jié)合拓?fù)鋬?yōu)化仿真、疲勞仿真把“好鋼用刃上”在結(jié)構(gòu)設(shè)計中可以完美呈現(xiàn)。
展開 設(shè)計仿真 | Simufact焊接工藝仿真變形精確預(yù)測汽車結(jié)構(gòu)
汽車案例舉例
上海大眾汽車有限公司作為Simufact的資深客戶，已經(jīng)熟練使用Simufact welding解決實際結(jié)構(gòu)件的焊接變形問題，隨著仿真數(shù)據(jù)及仿真經(jīng)驗的積累，針對不同結(jié)構(gòu)和焊接工藝，已經(jīng)具備一些仿真判斷標(biāo)準(zhǔn)。一些結(jié)構(gòu)焊接工藝的規(guī)劃，經(jīng)過Simufact welding仿真驗證后，幫助其提升了焊接變形質(zhì)量控制，受益明顯。
以下案例來自上海大眾汽車有限公司，展示了Simufact welding焊接工藝仿真軟件變形結(jié)果與實際焊接變形結(jié)果對比。結(jié)構(gòu)分別為B柱熱成型板激光焊接案例以及白車身側(cè)圍門框焊接變形。
上海大眾汽車有限公司通過使用Simufact welding焊接仿真軟件，深刻認(rèn)識到精確的仿真結(jié)果需要結(jié)合實際焊接工藝仿真，如下圖所示為實際焊裝、焊接順序工藝。
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汽車案例舉例
上海大眾汽車有限公司作為Simufact的資深客戶，已經(jīng)熟練使用Simufact welding解決實際結(jié)構(gòu)件的焊接變形問題，隨著仿真數(shù)據(jù)及仿真經(jīng)驗的積累，針對不同結(jié)構(gòu)和焊接工藝，已經(jīng)具備一些仿真判斷標(biāo)準(zhǔn)。一些結(jié)構(gòu)焊接工藝的規(guī)劃，經(jīng)過Simufact welding仿真驗證后，幫助其提升了焊接變形質(zhì)量控制，受益明顯。
以下案例來自上海大眾汽車有限公司，展示了Simufact welding焊接工藝仿真軟件變形結(jié)果與實際焊接變形結(jié)果對比。結(jié)構(gòu)分別為B柱熱成型板激光焊接案例以及白車身側(cè)圍門框焊接變形。
上海大眾汽車有限公司通過使用Simufact welding焊接仿真軟件，深刻認(rèn)識到精確的仿真結(jié)果需要結(jié)合實際焊接工藝仿真，如下圖所示為實際焊裝、焊接順序工藝。
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由于汽車車型眾多、成形結(jié)構(gòu)復(fù)雜、汽車制造質(zhì)量、效率、成本等方面的綜合要求。如何高效、低成本的研發(fā)出合理的焊接工藝，對焊接工藝工程師無疑是個巨大的挑戰(zhàn)。
傳統(tǒng)的焊接工藝開發(fā)，需要依靠工藝開發(fā)經(jīng)驗以及大量試驗數(shù)據(jù)的積累，而對于新的焊接工藝開發(fā)，需要借助多次試錯經(jīng)驗來獲取符合產(chǎn)品質(zhì)量要求的工藝，但制定的工藝有沒有更佳的替代方案，這個有待進(jìn)一步考證。在試錯過程中，實際數(shù)據(jù)的測量也是一個重大的挑戰(zhàn)。通過焊接仿真分析，可以實時的獲取焊接過程中的變形結(jié)果，并可以根據(jù)每道焊縫的焊接變形、應(yīng)力等的結(jié)果來進(jìn)行實時分析，不僅數(shù)據(jù)的提取也變得更加方便，也給焊接工藝開發(fā)規(guī)劃提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐，更容易規(guī)劃出合理的焊接順序、焊接裝夾位置等焊接工藝參數(shù)。
Simufact welding焊接工藝仿真方案
工業(yè)軟件Simufact.welding，作為世界領(lǐng)先的專業(yè)焊接工藝仿真軟件，能夠有效協(xié)助工程師對焊接工藝參數(shù)、焊接順序、焊接工裝夾具、焊接方向等進(jìn)行焊接工藝仿真分析，不僅能分析焊接過程中的焊接變形、應(yīng)力等還能對焊接后冷卻和工裝夾具卸載后的焊接變形、焊接殘余應(yīng)力等進(jìn)行分析。通過使用Simufact.welding進(jìn)行虛擬試錯，能獲取最優(yōu)的焊接工藝方案，具有減少試錯次數(shù)、縮短工藝研發(fā)周期，節(jié)省人力、材料成本等優(yōu)勢，為企業(yè)帶來可觀的成本收益。
汽車案例舉例
上海大眾汽車有限公司作為Simufact的資深客戶，已經(jīng)熟練使用Simufact welding解決實際結(jié)構(gòu)件的焊接變形問題，隨著仿真數(shù)據(jù)及仿真經(jīng)驗的積累，針對不同結(jié)構(gòu)和焊接工藝，已經(jīng)具備一些仿真判斷標(biāo)準(zhǔn)。一些結(jié)構(gòu)焊接工藝的規(guī)劃，經(jīng)過Simufact welding仿真驗證后，幫助其提升了焊接變形質(zhì)量控制，受益明顯。
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基于大變形的魚竿彎曲變形仿真對比 ￥5
對于大撓度的細(xì)長結(jié)構(gòu)，更新其剛度非常重要，否則結(jié)果可能不準(zhǔn)確。這一效應(yīng)通過本次模擬得以捕捉
觀察魚竿的彎曲情況，并將更新結(jié)構(gòu)剛度前后的結(jié)果進(jìn)行比較
這個例子說明了釣魚竿的彎曲情況，重要的是要考慮到結(jié)構(gòu)的大撓度
釣竿是典型的大撓度示例?；仡櫼幌逻@個釣竿的模擬，并嘗試解釋為什么避免使用大撓度會對結(jié)果產(chǎn)生影響
帶變形縫結(jié)構(gòu)和多塔結(jié)構(gòu)怎么計算？
（一）帶變形縫結(jié)構(gòu)的計算
⑴帶變形縫結(jié)構(gòu)的特點：
①通過變形縫將結(jié)構(gòu)分成幾塊獨立的結(jié)構(gòu)。
②若忽略基礎(chǔ)變形的影響，各單元之間完全獨立。
③縫隙面不是迎風(fēng)面。
⑵計算方法：
①整體計算的注意事項：
a）在SATWE軟件中將結(jié)構(gòu)定義為多塔結(jié)構(gòu)；
b）所給振型數(shù)要足夠多，以保證有效質(zhì)量系數(shù)＞90％；
c）定義為多塔后，對于老版本軟件，程序?qū)γ恳粋€縫隙面都計算迎風(fēng)面，因此風(fēng)荷載計算偏大；新版本軟件增加了一項新的功能．即可以人為定義遮擋面．從而有效地解決了這一問題。
d）周期比計算有待商討。
②分開計算的注意事項：
a）舊版軟件除風(fēng)荷載計算有些偏大外，其余結(jié)果都沒問題，新版軟件定義遮擋面后，風(fēng)荷載計算也沒有問題了。
b）一般而言，對于基礎(chǔ)連在一起的帶變形縫結(jié)構(gòu)，由于基礎(chǔ)對上部結(jié)構(gòu)整體的協(xié)調(diào)能力有限，所以建議采用分開計算。
（二）大底盤多塔結(jié)構(gòu)的計算
⑴大底盤多塔結(jié)構(gòu)的特點：
①各塔樓擁有獨立的迎風(fēng)面。
②各塔樓之間的變形沒有直接影響，但都通過大底盤間接影響其他塔樓。
③塔樓與剛性板之間沒有—一對應(yīng)關(guān)系，一個塔樓可能只有一塊剛性板，也可能有幾塊剛性板。
④大底盤頂板應(yīng)有足夠的剛度以協(xié)調(diào)各塔樓之間的內(nèi)力、變形和位移。
⑵計算方法：
①在SATWE軟件中將結(jié)構(gòu)定義為多塔結(jié)構(gòu)；
②位移比、大底盤以上的各塔樓的剛度比均正確；
③周期比、轉(zhuǎn)換部位的剛度比計算有待商討。
⑶大底盤多塔結(jié)構(gòu)剛度比的計算方法：
大底盤多塔結(jié)構(gòu)在大底盤與各主體之間的剛度比如何計算規(guī)范并沒有說明，但也沒有說不要求。
展開 基于大變形的驅(qū)動軸扭轉(zhuǎn)變形仿真對比 ￥5
仿真強(qiáng)調(diào)了大撓度的思想和重要性。
?
對某除塵設(shè)備進(jìn)行有限元熱力分析，使用ABAQUS對整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及熱膨脹變形值進(jìn)行分析，指導(dǎo)結(jié)構(gòu)加固及膨脹節(jié)選型 ￥15
煙道結(jié)構(gòu)
煙道壁厚5mm，圖1為煙道結(jié)構(gòu)及其支座示意圖、除塵器支座設(shè)置示意圖。
圖1 袋除塵煙道結(jié)構(gòu)及其支座、除塵器支座設(shè)置示意圖
建立模型
由于進(jìn)氣煙道與殼體之間沒有膨脹節(jié)，因此需要考慮殼體的熱膨脹對煙道的影響，殼體已經(jīng)過計算滿足要求，本模型無需建立加強(qiáng)筋等部件，如圖2所示。出氣煙道與除塵器之間設(shè)置有膨脹節(jié)，故單獨建立出氣煙道模型，如圖3所示。
圖2 建立進(jìn)氣煙道及除塵器殼體幾何模型
圖3 建立出氣煙道幾何模型
約束條件
進(jìn)氣煙道支座及除塵器支座約束如圖4所示，其中標(biāo)記的為固定約束，未標(biāo)記的除塵器支座及煙道支座均為滑動約束。出氣煙道支座約束如圖5所示。
圖4 進(jìn)氣煙道及除塵器支座約束
圖5 進(jìn)出氣煙道支座約束
載荷：
（1）自重；
（2）經(jīng)過多次計算后得出的進(jìn)氣煙道口載荷限值（方向按照幾何模型坐標(biāo)系）：載荷如下：FX=-15000N，F(xiàn)Y=8000N，F(xiàn)Z=-15000N，MX=136125N.m，MY=117975N.m，MZ=90750N.m。載荷添加如圖6所示。
圖6 進(jìn)氣煙道口載荷添加（集中力及彎矩）
（3）經(jīng)過多次計算后得出的煙道口載荷限值（方向按照幾何模型坐標(biāo)系）：載荷如下：FX=-33000N，F(xiàn)Y=18000N，F(xiàn)Z=-33000N，MX=136125N.m，MY=117975N.m，MZ=90750N.m。載荷添加如圖7所示。
展開 結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測與三維實時渲染技術(shù)
這樣試驗與仿真雙方在分級加載推進(jìn)過程中，互相融合，彼此促進(jìn)。
綜合來看，未來一定是要有自己的采集模塊、渲染模塊、求解器模塊，以提升結(jié)構(gòu)試驗的整體水平。
我們團(tuán)隊的技術(shù)基礎(chǔ)
本團(tuán)隊長期從事結(jié)構(gòu)試驗、復(fù)合材料力學(xué)、CAE仿真、人工智能、工業(yè)軟件（含工業(yè)軟件）開發(fā)，能夠獨立完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫、有限元求解器、材料本構(gòu)、圖像識別、軟件平臺的開發(fā)。
【CAE案例】細(xì)長結(jié)構(gòu)在軸向流體作用下的變形
01 應(yīng)用背景
關(guān)于軸向流動下細(xì)長圓柱束的變形問題研究，主要考慮兩個問題：一是，在存在較小變形時，流動的作用是什么；二是，流動和變形之間的耦合關(guān)系是怎樣的。
通常而言，流動壓力載荷對流動的影響，主要取決于流體力和細(xì)長結(jié)構(gòu)剛度力的競爭，最終可能導(dǎo)致變形加劇或回到初始狀態(tài)，如圖1所示。這種不穩(wěn)定性，是在某些條件下，系統(tǒng)在擾動的影響下自發(fā)地離開其平衡狀態(tài)，包括靜態(tài)不穩(wěn)定性和動態(tài)不穩(wěn)定性兩種類型。
求解這類不穩(wěn)定性問題的一般方法，通常采用瞬態(tài)方法，而這里將采用靜態(tài)穩(wěn)定性的直接研究。采用簡化的不可壓縮、無湍流、無粘度的勢流模型來描述流動的不穩(wěn)定性，并在一個簡單案例中通過實驗和數(shù)值結(jié)果進(jìn)行驗證。實驗裝置的實物圖和實驗?zāi)Ｐ褪疽鈭D如圖2和圖3所示。
圖1 流體狀態(tài)的變化
圖2 實驗裝置實物圖
圖3 實驗?zāi)Ｐ偷氖疽鈭D
02 解決方案
求解不穩(wěn)定性問題主要分為兩步，第一步如圖4所示，循環(huán)迭代1到N階模態(tài)，按照各階模態(tài)陣型定義幾何模型，生成對應(yīng)的網(wǎng)格，計算幾何模型周圍的勢流，進(jìn)而獲得流體對板的壓力；第二步如圖5所示，基于固有模態(tài)投影壓力載荷，建立靜態(tài)平衡，尋找系統(tǒng)的特定值，從而確定不穩(wěn)定性的閾值，即臨界失穩(wěn)速度Ucrit。
圖4 不穩(wěn)定性問題第一步求解流程
圖5不穩(wěn)定性問題第二步求解流程
本研究中針對拉普拉斯類問題進(jìn)行有效求解，基于Python內(nèi)置命令實現(xiàn)自動計算與連續(xù)網(wǎng)格，采用固體力學(xué)仿真軟件求解細(xì)長結(jié)構(gòu)在軸向流體作用下的變形問題。
展開 《大變形結(jié)構(gòu)的耐撞性》
【版次印次】 1
【ISBN書號】 7810991841
【開 本】 16開
【裝 幀】 平裝
【頁 數(shù)】 215
內(nèi)容:
本書除系統(tǒng)論述大變形結(jié)構(gòu)耐撞性分析的理論基礎(chǔ)外,重點論述了作者在大變形結(jié)構(gòu)耐撞性研究領(lǐng)域取得的幾項 ... 的設(shè)計條件; 用于分析大變形結(jié)構(gòu)耐撞性的動態(tài)顯式有限元方法;普通半剛性護(hù)欄的耐撞性分析方法;基于正交試驗設(shè)計方法的普通半剛 ...
3場結(jié)構(gòu)仿真專題免費網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)：聽仿真專家系統(tǒng)講解結(jié)構(gòu)仿真
安世亞太2017年系列仿真免費網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)——結(jié)構(gòu)仿真專題， 10月24日開講，現(xiàn)在開始報名！3場培訓(xùn)，風(fēng)電、壓力容器領(lǐng)域的仿真技術(shù)專家以及結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)專家將圍繞相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)講解。
● 課程內(nèi)容構(gòu)成：40分鐘授課+20分鐘工程師在線答疑。
● 培訓(xùn)有禮：參與培訓(xùn)，參加互動，有神秘禮物恭候。
● 培訓(xùn)方式：采用Webex網(wǎng)絡(luò)會議接入方式（會前將提供接入鏈接地址）。
● 培訓(xùn)視頻：課后通過微信為報名學(xué)員提供培訓(xùn)視頻。
培訓(xùn)內(nèi)容：
風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和仿真——風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展勢頭強(qiáng)勁，裝機(jī)量高速增長，這對工程仿真提出了更高的要求。除了風(fēng)電行業(yè)基礎(chǔ)的剛度、強(qiáng)度分析，螺栓連接分析、齒輪的接觸分析以外，同時要考慮復(fù)合材料力學(xué)、轉(zhuǎn)子動力學(xué)等，并且對疲勞仿真提出了更高的要求，同時還有多場耦合分析的需求。針對這些需求，課程中將給出一套成熟、完整、準(zhǔn)確的解決方案。
機(jī)械結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化分析及設(shè)計驗證模擬——以常見機(jī)械結(jié)構(gòu)中的安裝座為案例，介紹ANSYS拓?fù)鋬?yōu)化關(guān)鍵技術(shù)及實現(xiàn)方法，主要包括優(yōu)化后模型的導(dǎo)出及光順的處理流程，優(yōu)化后模型的驗證，3D打印多孔結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核等。
基于ANSYS Workbench界面的壓力容器極限分析與彈塑性分析技術(shù)——美國ASMEⅧ-Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)與歐盟EN-13445標(biāo)準(zhǔn)已在壓力容器設(shè)計行業(yè)廣泛推廣極限分析與彈塑性分析等非線性分析技術(shù)，隨著計算硬件的高速發(fā)展，未來該方法可直接替代當(dāng)前的線彈性計算方法，且該方法有利于指導(dǎo)工程中的輕量化設(shè)計。本次課程將介紹基于Ansys Workbench界面的壓力容器極限分析與彈塑性分析，具體內(nèi)容包括：壓力容器主要失效模式、極限分析與彈塑性分析工程背景，非線性材料本構(gòu)模型，非線性求解相關(guān)設(shè)置、計算結(jié)果收斂與發(fā)散以及后處理技術(shù)。
展開 在WELSIM中打開結(jié)構(gòu)大變形開關(guān)
結(jié)構(gòu)分析中，大變形（Finite Deformation）是當(dāng)結(jié)構(gòu)件變形達(dá)到某種程度時，必須要考慮的一個因素。在數(shù)學(xué)理論上，大變形由于二次應(yīng)變項的引入，給控制方程增加了非線性因素。
對于塑性和超彈性材料，WELSIM是默認(rèn)打開大變形開關(guān)的。對于線性材料，如果用戶需要激活大變形特征，就需要在用戶界面中設(shè)置相關(guān)屬性。下面我們來看一下如何實現(xiàn)的。
在一個新建的FEM項目中，新建一個材料，并命名為myMaterial。設(shè)置楊氏模量為4000，泊松比為0.3。
建立一個塊狀（Box）結(jié)構(gòu)體，并設(shè)置長寬高為1x1x10。并將剛才建立的材料myMaterial賦予此結(jié)構(gòu)體。
設(shè)置最大單元為0.2，并選用高階單元，劃分好的網(wǎng)格模型如下?？偣灿?957個節(jié)點，5609個Tet10單元。
在StudySettings節(jié)點中，會有一個Finite Deformation屬性，將默認(rèn)的False設(shè)置為True，這樣就打開了大變形開關(guān)。并設(shè)置10個子步，用于遞進(jìn)加載受力。
在工件一端施加固定約束。
在工件的另一端施加Y方向向下的力，大小為1。
點擊計算，并很快得到結(jié)果。添加位移和應(yīng)力結(jié)果并讀取。由于設(shè)置了10個子步數(shù)，所以有10個結(jié)果節(jié)點。
Y方向位移結(jié)果云圖。
Von-Mises應(yīng)力結(jié)果云圖。
展開 鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的火焰校正方法
目前，鋼結(jié)構(gòu)已在廠房建筑中得到廣泛的應(yīng)用。而鋼結(jié)構(gòu)廠房的主要構(gòu)件是焊接H型鋼柱、梁、撐。這些構(gòu)件在制作過程中都存在焊接變形問題，如果焊接變形不予以矯正，則不僅影響結(jié)構(gòu)整體安裝，還會降低工程的安全可靠性。
焊接鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的變形超過技術(shù)設(shè)計允許變形范圍，應(yīng)設(shè)法進(jìn)行矯正，使其達(dá)到符合產(chǎn)品質(zhì)量要求。實踐證明，多數(shù)變形的構(gòu)件是可以矯正的。矯正的方法都是設(shè)法造成新的變形來達(dá)到抵消已經(jīng)發(fā)生的變形。
在生產(chǎn)過程中普遍應(yīng)用的矯正方法，主要有機(jī)械矯正、火焰矯正和綜合矯正。但火焰矯正是一門較難操作的工作，方法掌握、溫度控制不當(dāng)還會造成構(gòu)件新的更大變形。因此，火焰矯正要有豐富的實踐經(jīng)驗。本文對鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的種類、矯正方法作了一個粗略的分析。
鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的種類與火焰矯正
（1）鋼結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件是焊接H型鋼柱、梁、撐。
焊接變形經(jīng)常采用以下三種火焰矯正方法：
a、線狀加熱法；
b、點狀加熱法；
c、三角形加熱法。
下面介紹解決不同部位的施工方法：
以下為火焰矯正時的加熱溫度（材質(zhì)為低碳鋼）
低溫矯正 500度～600度 冷卻方式：水
中溫矯正 600度～700度 冷卻方式：空氣和水
高溫矯正 700度～800度 冷卻方式：空氣
注意事項：火焰矯正時加熱溫度不宜過高，過高會引起金屬變脆、影響沖擊韌性。16Mn在高溫矯正時不可用水冷卻，包括厚度或淬硬傾向較大的鋼材。
（2）翼緣板的角變形
矯正H型鋼柱、梁、撐角變形。在翼緣板上面（對準(zhǔn)焊縫外）縱向線狀加熱（加熱溫度控制在650度以下），注意加熱范圍不超過兩焊腳所控制的范圍，所以不用水冷卻。
展開 技術(shù) | 鋼結(jié)構(gòu)焊接變形與控制矯正（圖文詳解?。?/span>
鋼結(jié)構(gòu)連接普遍采用焊接，且對于一些重要焊縫一般都采用全熔透焊接。金屬焊接時在局部加熱、熔化過程中，加熱區(qū)的金屬與周邊的母材溫度相差很大，產(chǎn)生焊接過程中的瞬時應(yīng)力。
冷卻至原始溫度后，整個接頭區(qū)焊縫及近縫區(qū)的拉應(yīng)力區(qū)與母材在壓應(yīng)力區(qū)數(shù)值達(dá)到平衡，這就產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)本身的焊接殘余應(yīng)力。
此時，在焊接應(yīng)力的作用下焊接件結(jié)構(gòu)發(fā)生多種形式的變形。殘余應(yīng)力的存在與變形的產(chǎn)生是相互轉(zhuǎn)化的，認(rèn)清變形規(guī)律，就不難從中找到防止減少和糾正變形的方法。
一、焊接變形的形式與原因：
鋼結(jié)構(gòu)焊接后發(fā)生的變形大致可分為兩種情況：即整體結(jié)構(gòu)的變形和結(jié)構(gòu)局部的變形。整體結(jié)構(gòu)的變形包括結(jié)構(gòu)的縱向和橫向縮短和彎曲（即翹曲）。局部變形表現(xiàn)為凸彎、波浪形、角變形等多種。
1.變形常見基本形式
常見焊接變形基本形式有如下幾種：
（1）變窄（橫向收縮）的變形；
（2）板材坡口對接焊接后產(chǎn)生的角變形；
（3）焊后構(gòu)件的角變形沿構(gòu)件縱軸方向數(shù)值不同及構(gòu)件翼緣與腹板的縱向收縮不一致形成的扭曲變形；
（4）薄板焊接后母材受壓應(yīng)力區(qū)由于失穩(wěn)而使板面產(chǎn)生翹曲形成的波浪變形；
由于焊縫的縱向和橫向收縮相對于構(gòu)件的中和軸不對稱引起構(gòu)件的整體彎曲，此種變形為彎曲變形。
這些變形都是基本的變形形式，各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)變形都是這些基本變形的發(fā)展、轉(zhuǎn)化和綜合。
2.焊接變形的原因：
在焊接過程中對焊件進(jìn)行了局部的、不均勻的加熱是產(chǎn)生焊接應(yīng)力及變形的原因。焊接時焊縫和焊縫附近受熱區(qū)的金屬發(fā)生膨脹，由于四周較冷的金屬阻止這種膨脹，在焊接區(qū)域內(nèi)就發(fā)生壓縮應(yīng)力和塑性收縮變形，產(chǎn)生了不同程度的橫向和縱向收縮。由于這兩個方向的收縮，造成了焊接結(jié)構(gòu)的各種變形。
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