《表2 薄壁箱体各面板的变形结果》

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《薄壁箱体零件的焊接变形分析与结构优化设计》

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运用Workbench的稳态热分析模块对箱体的温度场进行求解。选择四面体单元对箱体进行网格划分，整个有限元模型共计149281个单元，302630个节点。设定焊接环境的初始温度为22℃，焊接温度为1500℃，每条焊缝焊点均是由中间向两边对称焊接，各焊点的焊接时间为1s，两个焊点之间的间隔时间为6s，焊点在完成点焊后冷却时间为30s，因此整个稳态热分析过程共计775s。对分析完温度场的充气柜进行静力学分析求解。首先将之前得到的温度分布作为载荷加载至静力学分析模块中，并对充气柜各面板施加约束力，固定约束面及标准重力。根据实际情况，安装在夹具体上的箱体上下前后面板受到150N来自水平快速夹紧器的夹紧力，左面板受到300N的螺旋式压紧器的夹紧力，固定约束面选定与左面板相对的4个平面，标准重力方向为+x方向，求解得到点焊箱体最大应力为9.788 MPa，最大变形量为0.088mm，点焊的应力与变形云图分别如图2所示。箱体左、后、前、下、上面板对应的变形云图如图3所示，变形结果如表2所示。从分析结果可以看出，箱体最大变形发生在后面板，且箱体在使用焊接夹具情况下点焊变形的最大值为0.088mm。为保证箱体在后续满焊后变形符合要求，我们需要对箱体结构进行优化设计以控制箱体变形。