ABAQUS焊接领域解决方案
Abaqus 焊缝模拟分析实例
BOOKMARKS
SEARCH
3-Dimensional Repair Weld Simulations – Bead on Plate Comparisons
Dr CD Elcoate1, PJ Bouchard2, and Dr MC Smith2
1) Frazer-Nash Consultancy Limited, 1 Trinity Street, College Green, Bristol, BS1 5TE, UK. 2) British Energy Generation Limited, Barnett Way, Barnwood, Gloucester, GL4 3RS, UK. Full 3-dimensional simulation of multi-pass repair welds is now feasible and practical given the development of improved analysis tools (i.e. ABAQUS) and significantly greater computer power. A single weld bead of limited length, deposited on a flat plate, introduces a strongly varying 3dimensional residual stress field that has similar characteristics to a typical repair weld. This simple welded component is therefore a good vehicle to demonstrate new methods and validate thermal and mechanical predictions. This paper presents a series of results that simulate the deposition of a single weld bead on a flat plate. The work exploits newly developed features within ABAQUS (i.e. plastic strain annealing) which have been demonstrated to be robust and efficient and readily extendible to larger and more complex models. Good comparisons are achieved between simultaneous bead laying and moving heat source approaches whilst it is also noted that the simultaneous bead laying methods offer significant modelling advantages in terms of model creation and execution time.
ABAQUS焊接领域解决方案
Q焊接领域解决方案ABAQUS1国内外焊接变形预测方法固有应变焊接预测法23基于热弹塑性理论的焊接预测法Ab4Abaqus针对焊接行业的解决方案自始至终安心托付1国内外焊接变形预测方法固有应变焊接预测法23基于热弹塑性理论的焊接预测法Ab4Abaqus针对焊接行业的解决方案自始至终安心托付焊接变形预测的重要性焊接是船舶制造最主要的加工手段，焊接水平的高低在很大程度上决定了船体的质量和生产效率，而焊接变形又是焊接过程中最中最难控制的一环。
焊接变形的影响：焊接结构形状变异，尺寸精度下降；承载能力降低；船体在工作载荷作用下引起的附加弯矩和应力集中作用下导致结果失效；船舶结构疲劳降低。
船舶结构疲劳降低因此，对焊接变形的预测及控制已成为船舶生产中迫切需要解决的重要课题。
自始至终安心托付国内外焊接变形的预测方法1.经验（试验）法经验（实验）法是通过试验建立经验公式和数据曲线，用经验公式和数据曲线来估计焊缝的收缩量和角变形量和数据曲线来估计焊缝的收缩量和角变形量。
局限性：z一定条件下的试验或生产实际中得到的，一般被限制在特定的变形模式上变形模式上；z实验受到时间和成本的限制。
真实结构的复杂焊接变形是由多个基本变形组合而成的。
每个基本变形不可能通过有限的实验结果来区分。
自始至终安心托付22.解析法解析法（弹性理论方法）是基于经典弹性理论，忽略热弹塑性的方法。
局限性：由于该方法是建立在平截面假定和其它一些假定的基础上局限性：由于该方法是建立在平截面假定和其它些假定的基础上的，故只能适用于一些焊接是通过熔化金属进行连接的工艺过程。
自始至终安心托付3.数值模拟法焊接数值模拟法又叫焊接计算机仿真，实际上就是热传导有限元解析法和非线性有限元应力解析的组合，已成为线性问题及塑性破坏等非线性问题解析非线性有限元应力解析的组合已成为线性问题及塑性破坏等非线性问题解析不可或缺的手段。
焊接数值模拟是以试验为基础，采用一组控制方程来描述一个焊接过程或个焊接过程的某方面，采用分析或数值方法求解以获得该过程的定量认识。
ABAQUS应用分析解决方案
ＡＢＡＱＵ 为用 户提供 了广泛的功 能 ，且使用 起来又非 常 Ｓ 简单 。大量 的复 杂问题可 以通过 选项 块的不 同组合很 容易 的
２ １ 年第 １ ２ （ ００ — 期 总第 １５ ）Ｍ Ｕ Ｄ＆ＤＥ Ｒ Ｊ Ｃ ０期 ＯＬ Ｉ Ｐ Ｏ Ｅ Ｔ模具工程 ６ ５
嚣 专题 ・ 模具Ｃ ＤＣ ＭＣ Ｅ Ａ ／Ａ ／Ａ
户 ，商业客 户涵盖航 空航 天 、国防 、核工业 、土木 工程 、桥 梁 设计 、城市 建 筑 、汽 车 、船舶 、耐 用 品 、 电子 等众 多 领
域。
ＡＢ ＡＱＵＳ 是一套 功能强大 的模拟工程 的有限 元软件 ，其 解决 问题的范 围从相 对简单 的线性 分析到 许 多复杂 的非线性
专题 ・ 模具ｃ ＤＣ Ｉ Ａ Ａ ／Ａ＼ Ｅ墨
ｗ ｗｗ． ｕ ｄ ｎ ｎ ｔ ｍｏ ｌ ｃ ｅ －
ＡＢ Ｓ 用 分 析 解 决 方 案 ＡＯＵ 应
Ａ Ａ Ｓ ｐｌａｏ ｎｌ ｉＳｌｉ Ｂ ＱＵ ｐｃｔ ｎ ａ ｓ ｏ ｔ ｎ Ａ ｉ ｉ Ａ ｙｓ ｕｏ
宋春华
摘 要 ：ＡＢＡＱＵＳ 被广泛地认为是功能最 强的非线性有限元软 件，可以分析复杂的结 构力学系统 ，特别足 能够驾驭非常庞 大复杂的问题和 模拟 高度非线性 问题 。本文 洋细介绍 ｆＡＢＡＱＵＳ 的功能 、行业 应用 、模 块分析和运 行环境能。 关键 涧 ：ＡＢＡＱＵＳ 件 ；功 能 ； 应用 软
Ａ
１产品介绍
薹 准颁《分国力准 术于压得 件审 技会Ｑ容全压标 标３的件软炉器 委核首计 软评 ２发力由用术 ）Ｂ软析锅容化 的 Ａ 选算 技证 ０ 电 获件 员 Ｕ 用应 ０ 站器。 可Ｓ 机 年的 用 Ａ
书》 。
迄 今 为 止 ， ＡＢ ＡＱＵＳ 司 在 中 国 已 经 有 ２ ０ 个 大 学 用 公 ０多
ABAQUS 针对加工成形的解决方案
Forming Analysis—辊压、锻造、钣金、型材、弯管、焊接 ABAQUS针对加工成形的解决方案 前言当前，制造行业加工工艺的趋势正朝着高新技术的方向发展。
由于新产品、新技术的开发成本太高、开发时间过长，加上开发成果没有保障，越来越多的公司在研发、制造过程中开始注重仿真技术的应用。
采用有限元软件对加工工艺进行模拟有着诸多优点：1.数值模拟减少了耗时的原型实验，缩短了产品投放市场的时间；2.合理的参数设计可以降低对工件的损耗；3.合理的坯料设计，减少了飞边，也减少原材料的浪费；4.对模具的设计、加工提供合理建议；5.优化加工过程，提高产品成形质量；6.对加工过程中材料流动、模具损伤热的影响积累更多认识。
ABAQUS 产品源于为世界一流公司解决传统有限元软件不能解决或解决不好的问题；产品质量通过ISO-9001认证，美国核工业质量评估(NQA)认证；针对每一个新版本的推出，每天都在进行约30,000次考题的循环验证。
采用ABAQUS进行仿真模拟的目的：9节约开发成本9加快研发速度9提高产品质量ABAQUS的主要功能模块：¾ABAQUS/CAE模块为界面友好的快速交互式的前后处理环境，提供了集成化的建模、分析、监测和控制、以及结果评估的完整功能。
¾ABAQUS/Standard模块主要用于结构静态、动态的线性和非线性分析以及耦合分析。
¾ABAQUS/Explicit模块用于解决瞬态的大变形和高度非线性问题，例如模拟成形分析。
ABAQUS 可以提供：¾433种以上的单元表达式¾40套以上的材料本构模型¾20种以上的分析方式同时，ABAQUS可以针对不同操作系统(Unix, Linux, Windows)进行单机或多机并行运算，节省更多运算时间。
目录前言 (2)第一部分 ABAQUS软件初识 (4)1.1 ABAQUS/CAE用户界面 (4)1.2实时打印输出视图信息 (5)1.3丰富的材料模型 (5)1.4开放的软件接口 (5)第二部分 ABAQUS在加工成形行业中的应用 (8)2.1钢材轧制过程的模拟 (9)2.1.1工字钢成形过程模拟 (10)2.1.2 “L”型钢材轧制过程 (10)2.1.3自适应网格技术的应用 (11)2.1.4飞剪过程 (11)2.2厚板材辊压成形过程的模拟 (11)2.3弯管成形过程的模拟 (12)2.3.1实际加工过程 (12)2.3.2有限元模型 (13)2.3.3圆锥管成形 (13)2.4钣金成形过程的模拟 (14)2.4.1冲压成形的模拟 (14)2.4.2液压成形的模拟 (14)2.4.3起皱模拟 (15)2.4.4掉底模拟 (15)2.4.5压延梗模拟 (16)2.5超塑性材料的深冲压成形模拟 (16)2.5.1各向同性材料和各向异性材料的成形模拟 (16)2.5.2率相关材料和率无关材料的成形模拟 (17)2.6多次成形过程的模拟 (17)2.7点焊、线焊过程的模拟 (18)2.8复杂结构的技术处理 (18)2.9退火过程的模拟 (19)2.10锻造过程的模拟 (19)附录：采用ABAQUS针对型材拉弯的优化设计 (20)第一部分 ABAQUS软件初识1.1 ABAQUS/CAE用户界面1.2实时打印输出视图信息和动画制作1.3丰富的材料模型通用材料属性菜单机械弹塑性属性菜单热属性菜单金属和非金属材料本构模型电效应属性菜单考虑质量耗散特点的属性菜单考虑渗流特性的属性菜单特殊接触类型的属性菜单1.4开放的软件接口ABAQUS/CAE良好的建模功能可以建立复杂的几何模型，也可以导入由第三方优秀CAD软件如Pro/E、UG、CATIA、IDEAS、Parasolid等建立的几何模型。
基于ABAQUS平台对球冠结构焊接变形的数值试验
基于ABAQUS平台对球冠结构焊接变形的数值试验姚熊亮1,刘庆杰1,孙谦2,周其新1(1.哈尔滨工程大学船舶工程学院,哈尔滨150001;2.海军装备部,北京100814)摘要:球冠结构在焊接过程中产生的焊接变形是关系到结构安全性能的重要指标。
为了保证球冠焊接构件的可靠性,准确推断球冠结构焊接变形,有必要针对球冠结构的焊接变形进行数值试验分析。
基于大型有限元软件ABAQUS开发相应的焊接程序,对焊接过程中温度场、结构变形进行了数值模拟,并将模拟结果与相关理论值及试验值进行对比分析。
结果表明,数值试验结果与理论结果基本吻合,满足工程要求。
在此基础上,对球冠结构的焊接过程进行三维有限元分析,得到了球冠结构焊接变形随球冠壁厚、焊接坡口形式及焊接顺序的变化规律,为控制结构的焊接变形提供了依据。
关键词:球冠结构;焊接变形;焊接;数值试验中图分类号:U671文献标识码:A文章编号:0253-360X(2007)06-089-04姚熊亮0序言目前对焊接温度场、应力和变形的分析主要是通过试验的方法测量并采集数据,进行定量的分析。
由于受试验各方面的限制,所得数据的精确度并不高,而且浪费大量人力、物力。
虽然这类问题也可通过解析方法求解特定的微分方程组进行定量计算,但仅限于十分简单的情况,并需对问题做诸多简化假设。
而实际的焊接问题多种多样,边界条件十分复杂,用解析方法来求解这类微分方程是十分困难的。
随着高速电子计算机的迅速发展,使得数值模拟成为可能。
以大型有限元软件AB AQUS为基础,进行二次开发,采用编程方法对T形梁的焊接过程进行数值模拟,并将数值模拟结果与相关的理论值及试验值进行对比分析。
对比结果表明,数值试验结果与理论结果基本吻合,满足工程要求。
在此基础上,对球冠结构的焊接过程进行了数值试验研究,并从焊接的坡口形式、焊接顺序等方面探讨了减小和控制焊接角变形的工艺措施。
1ABAQUS中焊接过程的实现对焊接过程的数值模拟以ABAQUS软件为基础,并进行二次开发。
ABAQUS 针对加工成形的解决方案
Forming Analysis—辊压、锻造、钣金、型材、弯管、焊接 ABAQUS针对加工成形的解决方案 前言当前，制造行业加工工艺的趋势正朝着高新技术的方向发展。
由于新产品、新技术的开发成本太高、开发时间过长，加上开发成果没有保障，越来越多的公司在研发、制造过程中开始注重仿真技术的应用。
采用有限元软件对加工工艺进行模拟有着诸多优点：1.数值模拟减少了耗时的原型实验，缩短了产品投放市场的时间；2.合理的参数设计可以降低对工件的损耗；3.合理的坯料设计，减少了飞边，也减少原材料的浪费；4.对模具的设计、加工提供合理建议；5.优化加工过程，提高产品成形质量；6.对加工过程中材料流动、模具损伤热的影响积累更多认识。
ABAQUS 产品源于为世界一流公司解决传统有限元软件不能解决或解决不好的问题；产品质量通过ISO-9001认证，美国核工业质量评估(NQA)认证；针对每一个新版本的推出，每天都在进行约30,000次考题的循环验证。
采用ABAQUS进行仿真模拟的目的：9节约开发成本9加快研发速度9提高产品质量ABAQUS的主要功能模块：¾ABAQUS/CAE模块为界面友好的快速交互式的前后处理环境，提供了集成化的建模、分析、监测和控制、以及结果评估的完整功能。
¾ABAQUS/Standard模块主要用于结构静态、动态的线性和非线性分析以及耦合分析。
¾ABAQUS/Explicit模块用于解决瞬态的大变形和高度非线性问题，例如模拟成形分析。
ABAQUS 可以提供：¾433种以上的单元表达式¾40套以上的材料本构模型¾20种以上的分析方式同时，ABAQUS可以针对不同操作系统(Unix, Linux, Windows)进行单机或多机并行运算，节省更多运算时间。
目录前言 (2)第一部分 ABAQUS软件初识 (4)1.1 ABAQUS/CAE用户界面 (4)1.2实时打印输出视图信息 (5)1.3丰富的材料模型 (5)1.4开放的软件接口 (5)第二部分 ABAQUS在加工成形行业中的应用 (8)2.1钢材轧制过程的模拟 (9)2.1.1工字钢成形过程模拟 (10)2.1.2 “L”型钢材轧制过程 (10)2.1.3自适应网格技术的应用 (11)2.1.4飞剪过程 (11)2.2厚板材辊压成形过程的模拟 (11)2.3弯管成形过程的模拟 (12)2.3.1实际加工过程 (12)2.3.2有限元模型 (13)2.3.3圆锥管成形 (13)2.4钣金成形过程的模拟 (14)2.4.1冲压成形的模拟 (14)2.4.2液压成形的模拟 (14)2.4.3起皱模拟 (15)2.4.4掉底模拟 (15)2.4.5压延梗模拟 (16)2.5超塑性材料的深冲压成形模拟 (16)2.5.1各向同性材料和各向异性材料的成形模拟 (16)2.5.2率相关材料和率无关材料的成形模拟 (17)2.6多次成形过程的模拟 (17)2.7点焊、线焊过程的模拟 (18)2.8复杂结构的技术处理 (18)2.9退火过程的模拟 (19)2.10锻造过程的模拟 (19)附录：采用ABAQUS针对型材拉弯的优化设计 (20)第一部分 ABAQUS软件初识1.1 ABAQUS/CAE用户界面1.2实时打印输出视图信息和动画制作1.3丰富的材料模型通用材料属性菜单机械弹塑性属性菜单热属性菜单金属和非金属材料本构模型电效应属性菜单考虑质量耗散特点的属性菜单考虑渗流特性的属性菜单特殊接触类型的属性菜单1.4开放的软件接口ABAQUS/CAE良好的建模功能可以建立复杂的几何模型，也可以导入由第三方优秀CAD软件如Pro/E、UG、CATIA、IDEAS、Parasolid等建立的几何模型。
基于ABAQUS的U型焊缝焊接过程模拟和应力分析
Modeling and Simulation 建模与仿真, 2014, 3, 17-24Published Online May 2014 in Hans. /journal/mos/10.12677/mos.2014.32004Simulation and Stress Analysis of U-Shaped Seam Welding Process Based on ABAQUSHongzhi Zhang1, Xuanyu Sheng2, Wei Hou31Daqing Oilfield Construction Group, Daqing2Institute of Nuclear and New Energy Technology, Tsinghua University, Beijing3China Jilin Petrochemical Company Refinery, JilinEmail: shxyzjh@Received: Mar. 6th, 2014; revised: Apr. 10th, 2014; accepted: Apr. 20th, 2014Copyright © 2014 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractAt present, there is a large-scale trend for chemical containers and reaction tower in the industry.In the large-scale equipment, U-shaped weld structure is widely used for splice weld of container wall. In this paper, by ABAQUS software, using plane models, U-shaped seam welding process was simulated, which was commonly used in pressure vessels and tower equipment. For welding ma-terial part, the “dead-actived elements” technique was applied in calculation, and the weld ma-terial part was divided into finer grid. The calculation model of the plane model was created using CATIA software, the software plug-in software was used to transform the model to directly read the ABAQUS software model. Calculation can be given to each welding temperature distribution and stress distribution. At the same time, the cooling after welding was considered in the welding process. Computer simulation gave the overall structure of the stress distribution and strain energy curve.KeywordsU-Weld, Welding Simulation, Finite Element, Stress基于ABAQUS的U型焊缝焊接过程模拟和应力分析张宏志1，盛选禹2，候巍31大庆油田建设集团，大庆市2清华大学核能与新能源技术研究院，北京市3中国吉林石化分公司炼油厂，吉林市Email: shxyzjh@收稿日期：2014年3月6日；修回日期：2014年4月10日；录用日期：2014年4月20日摘要目前，在工业界，化工容器、反应塔等有大型化的趋势。
ABAQUS焊接趋势变化
ABAQUS焊接焊接是通过加热、加压，或两者并用，使同性或异性两工件产生原子间结合的加工工艺和连接技术。
随着工业的不断发展焊接已成为现代工业非常重要的加工工艺。
Abaqus广泛应用于焊接的各个方面，可以解决进行焊接过程中的焊接过程中温度场的计算、被焊工件应力应变计算、被焊工件变形分析、焊缝疲劳性能分析、焊接接头残余应力分析、焊接接头微裂纹分析、焊接接头氢扩散分析等。
针对焊接的多物理场过程，abaqus提供了强大的热固耦合分析功能，提供了83种隐式和显式完全耦合单元，为用户提供了极大的便利以及强大的功能。
Abaqus 中提供丰富的用户子程序接口，包括：非均布载荷子程序（DLOAD），热源子程序（DFLUX），接触面摩擦行为子程序（FRIC）等。
用户可以根据热源的具体参数采用FORTRAN建立热源子程序，在计算过程中直接通过子程序接口（DFLUX）调用。
对于焊接过程中的热传导问题，Abaqus还提供了强大的散热（Film Condition）和热辐射(Radiation)功能。
一、熔焊选用隐式求解器Abaqus/Standard进行顺序耦合热固分析，先进行温度场的计算，再根据温度历史来计算被工件的残余应力和变形。
二、压焊压焊过程通常是一个涉及到接触，热传导，大塑性应变的复杂过程。
在用Abaqus进行仿真计算时选用显式求解器Abaqus/Explicit来进行分析，采用热力耦合的动态分析步（DynamicTemperature-displacement Explicit），进行完全热力耦合分析。
三、搅拌摩擦焊对温度场和流场进行模拟。
仿真过程中将搅拌工具设为刚体，并采用ALE的方法用材料的运动来代替，搅拌工具的移动，以避免过大的网格畸变。
四、钎焊钎焊过程在焊缝处极易产生应力集中，焊缝周围的残余应力成为钎焊的一个重要关注对象。
Abaqus提供丰富热载荷形式，有面形热流（Surface heat flux）,体型热流(Body heat flux)，和集中热流(Concentrated heat flux)，同时还可以要根据焊接过程中的实际加热情况建立场变量（DiscreteFields和 Analytical Fields）和热载荷构建恰当的热源模型。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Q焊接领域解决方案ABAQUS1国内外焊接变形预测方法固有应变焊接预测法23基于热弹塑性理论的焊接预测法Ab4Abaqus针对焊接行业的解决方案自始至终安心托付1国内外焊接变形预测方法固有应变焊接预测法23基于热弹塑性理论的焊接预测法Ab4Abaqus针对焊接行业的解决方案自始至终安心托付焊接变形预测的重要性焊接是船舶制造最主要的加工手段，焊接水平的高低在很大程度上决定了船体的质量和生产效率，而焊接变形又是焊接过程中最中最难控制的一环。
焊接变形的影响：焊接结构形状变异，尺寸精度下降；承载能力降低；船体在工作载荷作用下引起的附加弯矩和应力集中作用下导致结果失效；船舶结构疲劳降低。
船舶结构疲劳降低因此，对焊接变形的预测及控制已成为船舶生产中迫切需要解决的重要课题。
自始至终安心托付国内外焊接变形的预测方法1.经验（试验）法经验（实验）法是通过试验建立经验公式和数据曲线，用经验公式和数据曲线来估计焊缝的收缩量和角变形量和数据曲线来估计焊缝的收缩量和角变形量。
局限性：z一定条件下的试验或生产实际中得到的，一般被限制在特定的变形模式上变形模式上；z实验受到时间和成本的限制。
真实结构的复杂焊接变形是由多个基本变形组合而成的。
每个基本变形不可能通过有限的实验结果来区分。
自始至终安心托付22.解析法解析法（弹性理论方法）是基于经典弹性理论，忽略热弹塑性的方法。
局限性：由于该方法是建立在平截面假定和其它一些假定的基础上局限性：由于该方法是建立在平截面假定和其它些假定的基础上的，故只能适用于一些焊接是通过熔化金属进行连接的工艺过程。
自始至终安心托付3.数值模拟法焊接数值模拟法又叫焊接计算机仿真，实际上就是热传导有限元解析法和非线性有限元应力解析的组合，已成为线性问题及塑性破坏等非线性问题解析非线性有限元应力解析的组合已成为线性问题及塑性破坏等非线性问题解析不可或缺的手段。
焊接数值模拟是以试验为基础，采用一组控制方程来描述一个焊接过程或个焊接过程的某方面，采用分析或数值方法求解以获得该过程的定量认识。
一个焊接过程的某一方面，采用分析或数值方法求解以获得该过程的定量认识。
z核心要求：确定被研究对象的物理模型及其控制方程（本构关系）。
z意义：通过对复杂或不可观察的焊接现象进行仿真和对极端情况下尚不知的规则的预测，以助于认清焊接现象的本质特征，优化结构设计不知的规则的预测以助于认清焊接现象的本质特征优化结构设计和工艺设计，从而减少试验工作量，提高焊接质量。
z应用范围：预测焊接温度场、焊接残余应力、大型结构的焊接变形以及焊缝和热影响区组织的预测。
自始至终安心托付焊接数值模拟，实际上就是热传导有限元解析法和非线性有限元应焊接数值模拟实际上就是热传导有限元解析法和非线性有限元应力解析的组合。
由此，焊接变形和残余应力的计算有两部分组成：A）随时间变化的温度分布的计算，即温度解析；B）在变化的温度场下地位移、应变和应力的计算，即应力解析。
B）在变化的温度场下地位移应变和应力的计算即应力解析有有焊接数值模拟主要包括固有应变法和热弹塑性有限元法。
自始至终安心托付主要内容1国内外焊接变形预测方法固有应变焊接预测法23基于热弹塑性理论的焊接预测法Ab4Abaqus针对焊接行业的解决方案自始至终安心托付固有应变法（1）固有应变在低合金高强钢焊接时，固态相变常发生在弹性丧失温度以下，必须考虑相变时体积膨胀引起的应变变化。
因此焊接应力是热应变、塑性须考虑相变时体积膨胀引起的应变变化因此焊接应力是热应变塑性应变以及相变应变综合影响的结果。
热应变、塑性应变和相变应变都是焊接应力产生的根源.所谓固有应变可以看成焊接残余应力之源物体处于即无外力又无所谓固有应变可以看成焊接残余应力之源，物体处于即无外力又无内力的状态下作为基准态，固有应变表征从应力状态切离后处于自由状态时，与基准态相比所发生的应变。
焊接时，固有应变包括塑性应变、温度应变和相变应变。
焊接结构经过一次热循环后，温度应变为零，则固有应变是塑性应变和相变应变的残余量之和。
焊有，弹有替弹若已知给定焊接过程的固有应变，使用线弹性有限元代替热弹塑性有限元求解焊接残余应力和焊接变形，这就大大缩短了计算时间。
核心要求：要用固有应变法计算复杂结构的残余变形，需要建立一个庞大的固有应变数据库。
这个数据库是建立在热弹塑性有限元分析和实验以及长期的经验积累的基础上的。
自始至终安心托付若已知给定焊接过程的固有应变，使用线弹性有限元代替热弹塑性有限元求解焊接残余应力和焊接变形，这就大大缩短了计算时间。
算时间核心要求：要用固有应变法计算复杂结构的残余变形，需要建立一个庞大的固有应变数据库。
这个数据库是建立在热弹塑性有限元分析和实验以及长期的经验积累的基础上的。
自始至终安心托付基于固有应变理论预测焊接变形1.建立理想条件下船体焊接接头固有应变数据库；2.建立有限元模型；3.以基于固有应变有限元焊接专用软件WSDP为基础，利用建立的固有应变数据库，直接对船体有限元模型的焊接进行计算.z对于不同的结构要利用WSDP软件进行焊接变形预测计算，必须先要建立固有应变数据库，这是进行焊接变形预测计算的重要和关键一环。
z对于典型焊接接头的焊接，可通过热弹塑性有限元法进行计对于典型焊接接头的焊接可通过热弹塑性有限元法进行计算。
通过该方法得到其焊接变形，即得到典型焊缝的固有应变。
z除此之外，可利用其他行业的经验，如机车行业，用WSDP 除此之外可利用其他行业的经验如机车行业用软件对焊接变形进行分析，得出其焊接变形量。
再根据生产工艺条件和实际生产过程中积累的大量经验数据对固有应变基础数据库进行修正；通过计算得到的数据和实际生产中的基础数据库进过计算到的数据实生产中的数据进行对比，修正固有应变数据库。
自始至终安心托付固有应变预测焊接变形流程生成三维模型模型简化生成有限元模型有限元模型导入Weld ‐Sta z 设置焊缝信息z 导入加载材料参数有限元模型导软件求解计算z 添加焊缝顺序z 施加边界条件（焊接变形计算、补偿余量预测）自始至终安心托付结果分析固有应变法的流程自始至终安心托付主要内容1国内外焊接变形预测方法固有应变焊接预测法23基于热弹塑性理论的焊接预测法Ab4Abaqus针对焊接行业的解决方案自始至终安心托付（2）热弹塑性有限元法跟踪整个焊接过程，以给定的时间步长，计算出每一时刻焊接温度场，以及计算出每个时间段由于温度变化引起的应力应变增量，逐步累以及计算出每个时间段由于温度变化引起的逐步累计叠加，最终得到的则为残余应力与变形。
优点：综合考虑焊接过程的几何非线性、材料非线性和状态非线性，考虑显微组织转变与液固相转变对热力过程的影响，研究移动热源作用考虑显微组织转变与液固相转变对热力过程的影响研究移动热源作用下的瞬态温度场、热应力场与变形场。
自始至终安心托付局限性：z由于焊接热弹塑性有限元计算过程是个典型的非线性过程，矩阵方程奇异性大，使得收敛困难，需要经过多次迭代才能达到阵方程奇异性大使得收敛困难需要经过多次迭代才能达到必要的收敛精度；z同时采用热弹塑性有限元法需要跟踪整个焊接及冷却过程，这使得热弹塑性有限元分析计算量非常庞大，长期以来该方法仅使得热弹塑性有限元分析计算量非常庞大长期以来该方法仅适用于一般焊接接头的力学行为分析，很少用于大型复杂结构的焊接变形研究。
需求：要做到精确分析焊接变形，仍然需要大力开展热弹塑性有限需求要做到精确分析焊接变形仍然需要大力开展热弹塑性有限元的理论基础和实际应用研究，特别是在单元技术的开发、网格划分技术（动态可逆的自适应网格技术）、多道焊组合处理、多台计算机并行计算、相似理论等方面的研究，以提高热弹塑性有限元分析的计算速度和计算精度。
（对软硬件提出要求）自始至终安心托付焊接残余应力焊接构件由焊接而产生的内应力称为焊接应力，焊接完成后残留在焊件结构件内部的焊接应力之为焊接残余应力。
焊件结构件内部的焊接应力之为焊接残余应力焊接残余应力产生的主要原因是由焊接过程中不均匀加热所引起的。
焊接应力按其发生源来区分，有如下2种情况：z直接应力是进行不均匀加热和冷却的结果，它取决于加热和冷却时度梯度，是热胀冷原，是形成焊残余应力却时的温度梯度，也就是热胀冷缩原理，是形成焊接残余应力的主要原因。
z组织应力是由组织变化而产生的应力，也就是相变造成的比热容变化而产生的应力。
焊接残余应力是由多种因素交互作用而形成的结果。
自始至终安心托付热弹塑性有限元分析的求解过程是：首先把构件划分成有限个单元，然后逐步加上温度增量（焊接时的温度场预先算出）。
每次温度增量加上后，可求得各节点的位移增量。
再根据应力应变关系，可求得各单元的应力增量。
这样就可以求解}{δd 整个焊接过程中动态应力应变的变化过程和最终的残余应力和变形的状态。
热弹塑性问题是一个热力学问题，在热弹塑性分析时有如下一些假定：⑴材料的屈服服从米赛斯（Von Mises）屈服准则；⑵塑性区内的行为服从塑性流动准则和强化准则；⑶弹性应变塑性应变与温度应变式不可分的；⑶弹性应变、塑性应变与温度应变式不可分的；⑷与温度有关的力学性能、应力应变在微小的时间增量内线性变化。
自始至终安心托付两种方法的综合对比对比与总结热弹塑性有限元法不仅可以模拟焊接结果，而且可以模拟焊接过程中热、力及变形和应变的变化；而固有应变理论忽略焊接过程中热、力及变形和应变的随时间的变化，只关注焊后应力和应变的结果。
z热弹塑性有限元法3D板单元建立有限元模型，基于热弹塑性理论方法不仅可以在较短时利用板单元建立有限元模型基于热弹塑性理论方法不仅可以在较短时间内最终计算出结果，并且具有较高的精度。
z固有应变作为一种近似的手段基于固有应变理论方法模拟大型复杂结构焊接过程作为种近似的手段，基于固有应变理论方法模拟大型复杂结构焊接过程简单，不需要耗费大量的计算机资源，适宜生产条件下的应用。
但该方法依赖于相应结构的固有应变数据库，所以在利用固有应变法之前，需建立具有较高精度的固有应变数据库。
这就需要典型焊接接头的焊接计算结果及大量实际经验，同时需借鉴其他行业的焊接结果。
对固有应变数据库的修正、完善是一个长期过程。
自始至终安心托付两种方法的综合对比计算方法 原理 解析法 固有应变有法 热弹塑性有限元分 析方法焊接热传导理论、 固有应变理论、 FEM 塑性流动法则、虚 结构力学理论 功原理、FEM 分析焊接构件几何 参数及焊接规范参 数 需经验及试验数据 的累积 仅对简单构件，计 算量小 规则梁安 心 托 付实施步骤划分网格；加载固有 划分网格；焊接温 应变、非线性大变形 度场的模拟；焊接； 弹性有限元分析 热弹塑性分析 着重焊后构件的变形 计算时间短；计算量 小 任意焊接结构 跟踪焊接全部热力 学过程 计算时间长；计算 量大 任意焊接结构计算特点 计算花费 适用范围自 始 至 终21主要内容1国内外焊接变形预测方法2固有应变焊接预测法3基于热弹塑性理论的焊接预测法4Ab Abaqus 针对焊接行业的解决方案自 始 至 终安 心 托 付22达索产品架构 Dassault Systèmes Group3D MCAD Virtual Product Virtual Testing Virtual Production PLM Collaboration Life Experience« Shape »« Emotion »« Experience »自 始 至 终安 心 托 付23Abaqus产品介绍 1、Abaqus产品介绍Abaqus q 是 SIMULIA 品牌下的专 品牌下的专业有限元分析软件。