焊接过程中存在着较大的局部热输入以及随后的快速冷却,焊缝附近会出现塑性应变形成的残余应力及变形,而残余应力及变形对焊接疲劳强度和装配精度等都会造成影响。当前焊接应力及变形研究方法主要有解析法、试验法和数值方法,数值方法由于其适用性和效率高等特点成为主要的研究方法。本文基于数值方法研究了冷源参数对随焊激冷效果的影响,比较了分段移动双椭球热源模型和焊接移动分段热源模型的计算精度和计算时间,并对构架侧梁焊接方向与焊接顺序对残余应力及变形的影响做了研究。采用数值方法研究了冷却距离、冷却强度和冷却范围对随焊激冷效果的影响,结果表明随焊激冷能明显的降低焊接残余应力与变形。纵向应力随冷却距离的降低而降低,冷却距离为24 mm时降低变形明显,当冷却距离为48 mm和72 mm时,已不能降低残余变形。纵向应力和变形都随冷却强度的升高而降低。纵向应力随冷源长度的升高而降低,但不同冷源长度对变形的影响效果几乎一致。比较了两种分段热源模型的效率和精度,结果表明两种分段热源模型都能在保留一定精度的情况下提高计算效率。分段数对残余应力预测的影响较小,当分段数为1时应力预测就有较高的精度,当分段数不为1时分段连接处会出现应力波动。分段数对残余变形预测精度影响较大,分段数越大,残余变形预测结果越准确。在计算精度和计算效率上分段移动双椭球热源模型均要高于焊接移动分段热源模型。最后将分段移动双椭球热源模型应用于构架侧梁焊接模拟,以探究不同焊接顺序和焊接方向对构架侧梁残余应力及变形的影响。通过对构架侧梁的焊接仿真分析认为,横向变形是侧梁变形的主要形式,其次是垂向变形,纵向变形对总体变形的影响最小。对构架侧梁的三个焊接顺序方案分析表明不同焊接顺序下的方案2(先焊对角两焊缝)能最大的降低残余应力及变形,相较于方案3(先焊两立板)最大等效残余变形减小了62%。对构架侧梁的三个焊接方向方案分析表明不同焊接方向下的方案3(从两端向中间焊)能最大地降低残余应力,方案2(从中间向两端焊)能最大降低残余变形,相较于方案1(从左向右焊)最大等效残余变形减小了56.7%。因此在设计构架侧梁焊接工艺时,应仔细设计焊接顺序和焊接方向。