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作者：陈大志;刘艳;曹玉洁;张鹏举;陈辉;陈静青;
单位：西南交通大学材料科学与工程学院;西南交通大学国有资产与实验室管理处;
摘要：该文结合激光-MAG复合焊接的焊接特性，以16MnR钢为研究对象，基于有限元方法设计了焊接残余应力检测虚拟仿真实验。建立了激光-电弧复合焊接热-力耦合的有限元模型，研究了在焊接热循环作用下的温度和应力的演变规律，分析了工件焊后残余应力的分布规律，并用实测的焊缝熔池形貌和焊后残余应力对模拟预测结果进行了验证。结果表明，在温度场计算的基础上对16 MnR钢进行焊接应力场的计算，得到的焊接横向残余拉应力较大的区域集中分布在焊缝两侧的热影响区，最大值为318.59 MPa；而较大的纵向残余拉应力主要分布在焊缝及近缝区位置，焊趾处纵向拉应力达到峰值，其值为503.89 MPa。该模拟结果与试验测试激光-MAG复合焊接残余应力整体上具有较好的一致性。通过该实验项目的开展，学生可以深入理解焊接残余应力对焊接质量和结构完整性的影响，能够将残余应力理论知识与实际残余应力检测操作相结合，有助于学生形成系统的知识体系，提高解决问题的能力。
关键词：虚拟仿真;;有限元方法;;残余应力;;激光-MAG复合焊接
基金资助：四川省高等学校创新性实验项目(2024-42,2025-30);; 西南交通大学本科教学改革项目(JG2024038)
