由于封闭焊缝是在较大拘束下焊接的,内应力分布要比单纯直焊缝复杂,往往形成双向残余应力,易于产生焊接裂纹、断裂、变形等缺陷,因而分析和预测封闭焊缝焊接结构件温度场和残余应力场的分布对优化焊接工艺参数、改善焊缝质量至关重要,然而在实践中又没有足够的经验可以参考,如若进行试验必将花费大量的人力、物力,ANSYS软件分析方便、快捷、准确,用它来分析焊接温度场及残余应力是十分合适的。本论文基于ANSYS平台,对封闭圆板焊接的温度场和应力场的分布进行了动态模拟,分析了不同时刻的温度场分布、应力场中切向残余应力和径向残余应力的分布、残余应力的演变过程以及圆板最终的变形情况。模拟结果与试验及理论分析非常相似,可为封闭焊缝焊接工艺参数的选取提供参考。论文针对封闭圆板环形焊接的特殊情况,建立有限元模型,并选用常用的双椭球形体热源作为焊件熔池部分的内热源。应用ANSYS中的“生死”单元技术实现了焊缝填充的动态过程;并且考虑到在实际焊接过程中,焊条与被焊工件一般为相似相容物质,将焊缝部分的单元热物理参数与其他部分取为一致,既简化了算法,又不影响计算结果的精度。采用APDL二次开发语言施加载荷并完成求解,利用ANSYS强大的后处理系统处理并分析计算结果。论文在温度场计算结果中,对距焊缝中心不同位置点的热循环曲线进行了分析,曲线变化与试验及理论分析基本一致,亦与实际情况相符。在应力场计算结果中,环形焊后冷却到室温时,由于焊缝收缩而导致切向残余应力几乎达到材料的屈服极限;在圆板中心区域的一定范围内,径向残余应力和切向残余应力是基本相等的;内板直径越小,圆板中心的残余应力值就越高,反之则越低,尤其是当内板直径趋于零时,圆板中心的残余应力值最高。封闭圆板环形焊后由于焊缝横截面温度分布不均而产生翘曲变形,变形情况与理论分析基本一致。