管道清管器工作时对管道焊缝的影响

针对清管器在工作过程中会出现撞裂或撞断管道焊缝的情况,按照某型皮碗式清管器建立了三维模型,采用有限元分析方法对清管器在清管过程中管道焊缝的应力进行了计算,并重点考虑管道焊缝出现错位时的情况,得到各工况下管道焊缝应力的分布情况。根据计算结果,给出了驱动压力和焊缝错位的最大允许值,可为现场施工时驱动力的调节和控制管道焊缝质量提供参考。     

钢管相贯线焊接残余应力的有限元计算

根据某体育场罩棚钢结构节点类型,建立钢管相贯线焊接的三维有限元模型,并根据实际情况确定计算时所需的边界条件.通过计算得到焊接温度场和等效残余应力分布规律,结果表明:焊缝位置温度梯度最大;焊缝的等效残余应力很大,可以超过材料的屈服极限;沿焊缝周向,等效残余应力保持在屈服极限附近,焊接引弧点附近等效残余应力有波动;沿焊缝径...     

钢桥面板顶板-U肋双面焊连接焊缝焊接残余应力分析

为研究钢桥面板顶板-U肋双面焊连接焊缝的残余应力分布,建立了有限元模型.通过对比单面焊接与双面焊接模型计算结果,分析了顶板-U肋连接焊缝温度场与残余应力分布.同时讨论了顶板厚度与角焊缝焊接顺序对残余应力的分布影响.研究表明:相比单面焊,双面焊模型焊缝附近残余应力更低,且应力梯度更大,疲劳性能更优越.而增加顶板厚度和采用两条角焊缝先后焊接的操作顺序均有助于降低先焊接焊缝一侧的应力、增大焊缝附近应力梯度,并促使应力拐点的提前出现.     

等效结构应力法的焊接疲劳评估

为了在设计阶段准确地计算出空间任意走向的焊缝疲劳寿命,采用等效结构应力法对管状T型焊接接头的疲劳寿命进行了评估。建立了3种网格尺寸的管状T型焊接接头有限元模型,并计算结构应力。运用FE-weld疲劳评估软件计算出焊缝处的应力循环次数,并与试验数值进行比较。比较结果表明:等效结构应力法对焊接接头疲劳评估具有网格不敏感性和较高的准确性。     

基于ADINA的滚柱超越离合器有限元分析

本文采用Pro/Engineer CAD软件建立了滚柱式超越离合器三维有限元计算模型,然后将模型导入有限元分析软件ADINA中对典型滚柱式超越离合器滚柱、星轮和套筒等进行有限元分析,得到其应力分布及最大应力,并对计算结果进行分析.为以后的研究和制造提供了必要的理论依据.     

混凝土结构三维徐变的有限元计算方法

由于传统的杆系有限元程序和公式解法不能精确考虑和计算混凝土结构的三维徐变和局部效应,因此提出了一种混凝土结构三维徐变的有限元计算方法.首先说明了三维徐变的计算原理,并对有限元计算过程中的主要模块进行了阐述.在此基础上,对一个钢筋混凝土柱算例模型进行计算,并与Dischinger公式算法进行对比;钢筋及混凝土应力、模型变形等与公式解法相差在5%以内.同时,采用该方法实现了对箍筋影响及结构局部应力分布的时变分析.最后,为分析剪切应力对徐变变形的影响,对一预应力钢筋混凝土梁进行了三维徐变计算,计算结果与试验值吻合良好.     

U型插板钢管连接节点承载力特性的非线性有限元分析

基于4个U型插板钢管连接节点的承载力特性的试验研究,考虑材料非线性和几何非线性,对U型插板钢管节点的承载力特性进行了非线性有限元分析.比较试验及计算分析得到的钢管连接节点的承载力位移变形曲线,试验结果与计算分析结果吻合较好.由于U型插板钢管节点的焊缝为空间焊缝而处于拉、压、剪的复杂应力状态,对钢管节点连接的极限承载力有较大的影响--降低承载力;分析比较由有限元计算分析得到等效厚度平面焊缝的承载力特性变形特性,得出空间焊缝极限屈服承载力要比一般的平面焊缝屈服极限承载力低,用一般平面焊缝的计算公式计算不合适.     

平面外弯矩作用下T形圆管节点热点应力分布

确定钢管相贯节点热点应力沿相贯焊缝的分布情况是计算热点应力极值的基础.对平面外弯矩作用下的T形圆管相贯节点焊缝处热点应力分布开展研究,并提出了其应力分布曲线方程.利用径向拉伸法建立了T形圆钢管相贯节点的有限元网格模型,对焊趾处热点应力分布的计算结果进行了可靠性分析,并将三种不同密度网格模型的应力分析结果进行对比.结果表...     

铁道客车焊接构架疲劳强度评估方法

铁道客车转向架构架作为典型的焊接结构,焊缝部位是疲劳失效的薄弱环节,对其焊缝位置的疲劳强度进行准确评估对构架的设计显得尤为重要.对比分析了焊接接头的3种有限元建模方式对焊缝部位应力的影响,建立了考虑焊缝和不考虑焊缝的构架有限元模型,参照UIC 515—4标准对构架的两种有限元模型分别施加模拟运营工况载荷,绘制了构架Goodman曲线,对比分析了两种建模方法的疲劳强度.结果表明:3种焊缝建模方法对应力分析结果有较大的影响;与考虑焊缝的构架有限元模型相比较,不考虑焊缝单元的构架有限元模型分析得到的疲劳强度结果安全系数较小,分散性较大,结果偏于保守.本文可以为铁道客车转向架构架的建模及评估方法为构架的设计提供参考.     

大型矿用自卸车车架结构有限元建模研究

探讨了某大型矿车车架有限元建模方法研究.以某矿用电动轮自卸车车架为研究对象,基于车架实体几何模型,给出了车架结构的精细化有限元模型.设计了两种车架焊缝结构有限元建模方案,在正常匀速行驶边界条件下,分别对各方案模型进行数值计算分析.通过对应力分布的对比,分析了焊缝模型因素对数值计算结果的影响,进而验证了车架精细化模型的准确性.该车架有限元建模方法适用于各种大型结构件的建模研究,它能定量分析车架的强度和刚度性能,并进行初步的设计.     

网架焊接空心球节点残余应力实测及数值模拟

为了研究焊接空心球节点中管球连接焊趾处残余应力的分布规律和数值大小,采用盲孔法对球面焊趾和管面焊趾处的焊接残余应力进行测定。得到焊接残余应力数值大小和分布规律。并采用Visual-Environment有限元模拟软件得到焊缝处温度场和残余应力场,以及残余应力分布曲线。结果表明:焊接残余应力在整个焊接空心球节点上呈周期性、随机性的特点,两者规律性吻合良好。同时,由有限元分析结果可知球面及管上均存在残余拉应力及残余压应力,并且在整个试件上焊接残余应力处于自平衡状态。研究结果将为后续研究焊接空心球节点网架结构的疲劳性能奠定基础。     

正交异性钢桥面板焊接节点应力集中系数

以千米级斜拉桥苏通大桥为工程背景,建立桥面板纵肋与盖板节点有限元模型,基于国内外现有的几种焊接节点热点应力计算方法,对节点焊缝周围的热点应力和应力集中系数进行数值计算,全面分析单元类型、网格划分对计算结果的影响,并通过将现场实测的应力集中系数与数值分析的相应结果进行比较,从而确立热点应力的有效计算方法,获得了节点焊缝周围的应力分布规律和应力集中系数.最后分析了板件几何参数对热点应力集中的影响.     

焊接接头工作应力的边界元分析

本文采用弹性力学平面问题的边界元计算程序,对几种典型焊接接头的工作应力分布形态以及应力集中系数K_T进行了计算,并考察了接头几何参数对K_T的影响,为接头形式的选择与合理设计提供了参考依据。计算结果表明,十字接头焊趾部位的最大应力位于焊趾附近焊缝一侧的表面。当几何参数相同时,几种接头焊趾应力集中系数由小到大的次序为:丁字接头,十字接头联系焊缝,十字接头工作焊缝,搭接接头。同时还简要讨论了用边界元法进行焊接接头应力分析的有效性。     

上硬下软地基应力分布特征及计算方法研究

在软弱下卧层的承载力验算和沉降计算中,附加应力的确定是个难点.常用的方法是用均质土中的应力解或应力角扩散法来得到上硬下软地基的应力场,方法简单但计算结果可能存在较大误差.针对此问题,本文利用非均质弹性体内竖向应力的理论解和弹性地基梁理论来分析上硬下软双层地基分界面的应力分布特性,并结合有限元数值分析结果,提出了应力扩散系数的实用计算方法.该方法可以考虑不同位置和土层模量对应力扩散的影响,且公式形式简单,便于使用.     

基于热效应的复合材料身管强度分析

为了分析火炮发射时高温高压火药气体瞬态冲击作用对复合材料身管的影响,对已设计的复合材料身管瞬态温度场和应力场采用有限元数值方法进行直接耦合分析,讨论复合材料身管在考虑温度变化情况下的应力分布,并对其强度进行校核.结果表明对复合材料身管强度进行分析时热应力和连发影响不可忽略,已设计加工的复合材料身管满足强度要求,为实验的可行性提供了理论计算依据,为复合材料身管的综合优化设计提供了参考.     

高频直缝焊管焊接残余应力的三维有限元模拟研究

基于高频直缝焊管焊接热源的计算结果,综合考虑材料的物理属性随温度的高度非线性变化,以及高频加热的焊缝热影响区特有的温度分布规律,利用ANSYS有限元软件建立了高频直缝焊管焊接残余应力的三维有限元模型。获得了高频焊管温度场和残余应力场的分布规律,并对结果进行了分析。通过后处理模块,给出了焊缝部位残余应力的分布趋势,并分析了高频感应焊接残余应力的主要形成原因。发现焊缝附近的轴向残余应力较大,其中有些数值接近材料的屈服强度,而周向残余应力仅为材料屈服应力的1/3左右,径向残余应力数值较小,工程上可以忽略。     

轧制过程中不均匀变形分佈和温度分佈的数值解模型

本文基于“流动近似理论”,用差分法综合求解金属塑性变形粘性流动的力平衡方程、质量守恒及热平衡方程,从而得出轧制过程中金属各点不均匀变形、各点温度分佈的数值解预报模型。由于差分法计算时间大大小于有限元法的计算时间,因此提供了求解在线控制模型的可能性。     

连续体平面应力的有限元算法

在研究平面应力问题时,工程中使用的形状复杂的连续体很难用经典的力学计算求得解析结果,而应用有限元法将能够求得满足工程精度的近似解。本文以受压正方形板的应力分布为例,说明了有限元法在平面应力计算中的具体应用,该应用实例表明了有限元法在工程中用于求解连续体应力问题的重要性。     

不同裂纹位置焊接接头J积分有限元数值分析

针对焊接接头中母材、焊缝、热影响区的性能各不相同的问题，利用有限元方法，建立了焊接接头有限元计算模型，编写了，积分有限元计算程序。计算结果表明，在平面应变和平面应力两种状态下，焊接接头三个不同裂纹位置的，积分值与全母材和全焊缝材料的，积分值均不相同，但具有一定的规律性；裂纹分别处于焊接接头不同位置时的，积分有限元计算结果也不相同。根据各种情况下的有限元计算结果，结合焊接结构安全评定的工程实际提出了指导意见和建议。     

考虑接触变形的两构件相互撞击的有限元应力分析

本文针对自动武器中常见的运动构件相互撞击问题,首次提出了计入撞击部位接触变形的撞击应力分析新型有限元模型,推导出了相应的动力有限元方程。在对该方程实施数值计算时,通过一定的线性化处理,将非线性的动力有限元方程转化为线性,从而方便了计算。根据动光弹模拟实验数据与计算结果的对比,证实了本文方法及自编程序的可实用性。