全文总字数：5778字
1. 研究目的与意义（文献综述）
不锈钢是指能够抵抗空气、水及一些弱腐蚀介质腐蚀的高合金钢种[]。不锈钢具有众多优良的特性，包括高强度、可焊接性、抗腐蚀性、易加工性和表面具有光泽性等等，在汽车、机械、医学仪器、仪表、能源等工业及建筑装饰方面得到了广泛的应用[]。2001年时中国不锈钢表观消费量达到205万吨，自此之后，中国取代美国成为世界上第一大不锈钢消费国[]。不锈钢的种类有很多，根据其材料性能的不同和使用需求的差异，各自适用于不同的领域。目前主要以钢的组织结构为主要依据进行分类, 将不锈钢分为马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、双相不锈钢和沉淀硬化不锈钢5种类型[]。其中，奥氏体不锈钢因其塑韧性优良，冷热加工性能好，焊接性也优于其他类型的不锈钢，在实际生活中应用最为广泛[]。
随着科学技术的不断进步，轻量化发展需求日益提高，对0.2-4mm范围不锈钢薄板的需求也日益增加[]。焊接作为金属件之间主要的连接方式，在不锈钢产品的生产过程中，也起着重要的作用。目前焊接不锈钢薄板的方法主要有钨极氩弧焊（gtaw）、焊条电弧焊（smaw）、药芯焊丝电弧焊（fcaw）和激光焊等，其中钨极氩弧焊因具有焊接变形小、热输入均匀，便于操作，焊缝表面成形美观等特点，广泛应用于不锈钢薄板的焊接[]。但是实际的不锈钢薄板焊接时，由于不锈钢薄板的厚度薄，拘束度小，导热系数小，线膨胀系数小，焊接时易产生较大的变形，因此，通过实验研发焊接不锈钢薄板工艺的过程较为复杂[]。而数值模拟作为目前新型的研究方法，通过计算机模拟焊接过程，很大程度上减少了实验的工作量。
近 10 年来 , 焊接数值模拟技术不断向深度、广度发展 , 成为先进制造系统的重要组成部分[]。目前，国内方面，刘坡等以1.8 mm 厚304和430异种不锈钢板材作为研究对象，利用comsol软件建立了搅拌摩擦焊对接焊接接头热源三维有限元模型，研究搅拌头转速和行进速度对峰值温度变化的影响规律，得出热源中心的峰值温度随着搅拌头旋转速度增加而升高，随着行进速度增加而降低[]。孙雪娇等人利用 ansys 数值模拟软件，对q345低碳钢t型焊接接头进行数值模拟分析，得知了其温度场及应力场的变化规律，在预见焊接质量等方面起到重要作用[]。叶庆丰针对厚度小于0.5mm的超薄不锈钢激光焊接过程进行模拟分析，同时根据正交实验结果，优化了超薄不锈钢激光焊接工艺[]。朱志明等人总结了近年来常用的电弧焊焊接热源模型，分析了不同热源模型的特点及适用范围，为电弧焊焊接数值模拟过程中热源模型的选择和模型参数的确定提供参考[]。
2. 研究的基本内容与方案
2.1基本内容
不锈钢焊接结构具有良好的综合性能，能够在复杂多变的恶劣服役环境下正常工作，被广泛应用于石油化工、压力容器等制造领域。
本课题根据不锈钢薄板对接接头焊接过程的特点，利用ansys软件建立304不锈钢薄板钨极氩弧焊对接接头的有限元模型，根据运算结果得到焊接温度场、应力场和应变场，分析减少焊接变形和残余应力的方法；通过对比分析，改变焊接工艺参数，得出合适的工艺规范，实现对不锈钢薄板对接接头焊接过程的数值模拟，有助于焊接工艺的优化和焊接质量的提高。
3. 研究计划与安排
第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。
第4－5周：熟悉焊接过程数值模拟的相关理论。
第6－8周：学习并掌握ansys软件。
4. 参考文献（12篇以上）
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谢礼林．不锈钢的种类、性质及应用[j]．机电信息，2012，（2）：44-45．
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吴春光．不锈钢焊接工艺研究现状[j]．经济技术协作信息，2020，（1）：90．
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li jie．study on life cycle assessment of stainless steel[j]．baosteel technical research，2016，（3）：7-14．
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