熱彈塑性法是進行焊接熱力模擬的常用方法之一，它可以實時跟蹤整個焊接熱力過程，得出焊接溫度場與應力變形場的實時分布。本章以電弧焊為例，基于Abaqus有限元軟件，詳細介紹焊接熱彈塑性法的實施步驟、注意事項，并附以實例說明。

4.1 熱彈塑性法的基本假設

采用熱彈塑性法進行焊接熱力有限元分析一般存在以下幾個基本假設：

1) 假設焊縫及母材為連續(xù)固體，在固體力學范疇內進行分析。
2)僅考慮材料的率無關彈塑性，忽略材料率相關性能及黏性。

3)材料屈服行為服從米澤斯(Mises)屈服準則。

4)進入塑性區(qū)的材料行為服從塑性流動法則和硬化法則。

4.2 熱源參數及材料性能參數

以弧焊熱彈塑性法模擬為例，在進行模擬計算前，除了應了解模擬對象的幾何參數外，還必須知道的參數包括熱源參數及材料性能參數。

1)熱源參數。如選取平面高斯熱源為熱源模型，其熱流密度函數如下:

式中，各物理量的含義見 2.1.2節(jié)。因此，應了解的參數包括焊接電流1焊接電壓U、焊接熱源的熱效率,和電弧有效加熱半徑R，此外，還應包括描述熱源運動的焊接速度 v。

2) 材料性能參數。材料性能參數應包括計算溫度場時需要的材料熱物理性能參數和計算應力變形場時需要的材料機械性能參數。

一般地，材料的熱物理性能參數有材料的熱導率、密度、比熱容、潛熱和熱膨脹系數等;材料的機械性能參數有材料的彈性性能參數(包括彈性模量和泊松比)和塑性性能參數(包括屈服和硬化規(guī)律)。

（內容、圖片來源：《焊接過程數值模擬》一書，侵刪）

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