304不锈钢管焊接残余应力的有限元计算主要有两种方法:直接→法和间接法。直接法使用具有温度和位移耦合自由度计算单元,通过给定边界条件求解计算后可同时得到热分析和结构应力分析的结果;间接法将焊接温度场计算与残余应力场计算分开进行,首先进行温度场计算,得到单元节点处的温度结果;在随后应ω力场计算中,读取上一步温度场计算中得到的节点温度结果,作为体载荷施加在结构上进行应力分析。

直接法优点是可以在一步计算中完成热-应力场的耦合计算,直接得到焊」接热循环后的残余应力结果。但是直接法需要进行热场和应力场同时耦合计算,相互影响。这种方法计算量□大,周期较长,不够灵活。间接法先分析温度场并保存其结果,读取结果后导入应力场进行计算,两个过程相对独立,当应力计算结果不理想时,不必重新进行温度场分析,只要修改304不锈钢管力学性能参数或优化载荷步后即可重新进行应力分析。本文中304不锈钢管焊接过程的模拟计算采用间接法,首先计算304不锈钢管管坯焊缝处焊接温度场,再读取温度场结果进行应力≡计算。