由于焊接技术在工业中的应用日益广泛,对焊件质量的要求也越来越高,杆件的焊接加工量很大,但存在诸多技术问题亟待解决。在焊接的实测研究在技术上仍存在较大难度的情况下,数值分析模拟不失为一种可取的研究手段。针对当前对杆件焊接的数值模拟还比较少,本文对以A3钢为材料的杆件对接焊过程进行了有限元仿真。本文采用大型通用有限元分析软件ANSYS,用参数化命令流方式编程,对焊接模型进行实体建模,并通过网格控制对其进行不均匀网格划分以形成合理的有限元网格模型。由于高温时材料属性参数的数据较为欠缺,本文以经验公式为基础求得材料各参数随温度变化的曲线,同时引入热焓值模拟焊接过程中的熔融相变现象,并采用双椭圆高斯面热源和双椭球体热源共同加载来模拟焊接时的移动热源,对焊接过程进行瞬态温度场分析以及热弹塑性结构分析。本文分别采用直接耦合法和间接耦合法对杆件焊接过程进行热-结构耦合分析。结果表明,在焊接过程中,温度场对结构场的影响起着主导作用,而结构场对温度场的影响非常小,可以忽略;在进行有限元分析时,对分析单元类型的选择得当与否将影响计算的收敛和结果。通过比较,发现对于与热塑性相关的问题不宜采用直接耦合法,故本文选用间接耦合法来求解杆件焊接问题,对焊接过程及冷却过程的温度场、应力场、结构变形的变化过程进行了三维实时动态模拟。通过有限元仿真结果与实验结果的对比,二者在温度场的分布上基本吻合,在结构变形的变化趋势上也基本一致,由此可认为计算所得的应力分布即为焊件上的应力分布。本文的研究结果为杆件焊接的有限元分析提供了可行性依据,也为今后对杆件进行焊前、焊后处理等分析奠定了基础。