焊接是一个涉及到电弧物理、传热、冶金和力学等学科的复杂的物理化学过程。焊接现象包括焊接时的电磁、传热过程、金属的熔化和凝固以及冷却时的相变、焊接应力和变形等等。因为焊接过程的复杂性,所以很难通过实验的方法对焊接过程产热和应力分布进行研究。借用计算机技术,对焊接现象进行数值模拟,是国内外焊接工作者的热门研究课题,并且得到了越来越广泛的应用。本文运用有限元法(FEM),对铝合金筒体结构的焊接过程进行研究,分析了焊接过程的热、力行为; 探讨了结构焊接温度场、应力场的分布规律。在阐述有限单元法基本理论和基本推导方程的基础上,以大型有限元分析软件ANSYS作为分析手段,建立全位置焊接移动热源的三维有限元计算模型,对筒体结构的焊接温度场进行动态模拟,并以瞬态温度场分析为基础,进行焊接残余应力的热弹塑性分析。计算结果表明,筒体内侧焊缝和近缝区的环向和轴向残余应力均为拉应力,随着离开焊缝距离的增加,由拉应力逐渐过渡到压应力。在筒体外表面焊缝中心处的轴向残余应力为压应力,而环向残余应力为拉应力。通过有关实验,对部分模拟结果进行验证,表明计算值和实际测量值基本吻合。