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    三維暫態模擬溫度場與應力場應用於 316L不銹鋼銲接分析之研究
    (2009) 林鉅程; Chu Cheng Lin
    本研究利用有限元素軟體對不銹鋼板材316L 進行CO2 雷射銲接模擬 分析。模擬過程中，316L 不銹鋼的各種高溫物理參數以模擬軟體JMATPRO 分析結果所獲得，做為模擬分析的依據。本研究對板材進行銲接溫度場與 銲後應力應變場分佈的模擬分析，並考慮非線性材料特性進行熱-力結構耦 合分析過程。 溫度分析中，本研究採用67%的熱效率進行熱源模擬，銲接分析輸入 熱源的型式為高斯體熱源。使用獨立體熱源型式進行薄板材料三維模擬， 獲得的分析溫度與實驗結果僅有些許的誤差。角變形分析結果，經模擬分 析與銲接實驗發現，銲件在銲接冷卻後發生的角變形量相當小。橫向應力 分析中，因銲接熱源的高溫作用使得銲道附近有較高的溫度梯度，金屬板 材因銲接受熱而膨脹，但因遠離銲道材料的拘束，銲道附近形成壓縮應 力，也造成壓縮應變的發生。在銲接過程中，隨著熱源的消失，銲道從熔 融金屬開始凝固冷卻，此時體積產生收縮，於銲縫處存在一拉伸應力。當 板材溫度由高溫降至室溫時，體積仍持續收縮，造成銲縫處的拉伸應力向 上提升。縱向應力分析結果顯示，在銲道的起點與終點處皆有壓縮應力存 在，中間區則為拉伸應力。