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焊接是钢结构之间的主要连接方法，焊接时在焊件上产生的局部不均匀温度场，使焊件产生较高的温度应力和塑性变形，焊件冷却后将产生残余应力，这对钢结构的施工和使用性能产生较大影响。本文利用ANSYS有限元软件，对厚板对接多道焊进行了三维热-固耦合数值模拟，获得了焊接过程温度场、应力场的变化规律。计算时通过APDL语言编写程序对焊缝单元形心坐标进行比较排序，进而利用ANSYS“单元生死”技术模拟焊接时热源的移动及焊料的逐步填充，实现了对多道焊过程的模拟。选用顺序耦合法进行分析，即先计算温度场后计算应力场，将温度场模拟的结果作为应力场分析时的载荷，并且考虑了材料的力学性能随温度而变化。由于焊接涉及到众多学科，焊接残余应力受较多因素的影响，以及计算的非线性、瞬时作用、温度相关性效应等，所有这些都妨碍正确描述在各种情况下产生的焊接残余应力，因此本文在焊接过程模拟时做了部分简化。
研究表明本文的计算方法能较好模拟厚板对接多道焊过程，有效预测焊件内的焊接残余应力和变形。结果显示在焊缝区及其周围存在较大焊接残余应力、变形，据焊缝越近，焊接残余应力越大。该分析为控制焊接残余应力提供了理论依据，对于钢结构焊接施工具有较好的指导作用，奠定了进一步研究的基础。