驱动桥桥壳焊接残余应力仿真及试验验证

焊接残余应力对驱动桥桥壳结构的强度有着不可忽略的影响,以试验方法研究桥壳结构的焊接残余应力成本较高,且难以获得整个结构的焊接残余应力分布.该文基于有限元法对某商用车驱动桥桥壳的焊接残余应力进行了仿真计算,考虑了焊接过程中相交引起的材料强度变化和体积变化,并与中子衍射法在桥壳焊缝附近的残余应力试验结果进行了对比,验证了仿...     

振动时效对焊接构件材料性能的影响

1 消除残余应力的振动时效方法 构件被焊接时,在焊缝处的残余应力有时会高达材料的屈服极限。残余拉应力的存在能降低构件的工作强度;影响构件尺寸的精度;加速构件的疲劳破坏;使材质局部变脆,往往是裂纹发生和构件破坏的根源。因此残余应力的存在对构件来说无疑是一种潜在的危险。 多年来人们采用了各种方法进行消除残余应力处理。近年来用振动处理消除残余应力的方法──振动时效得到普遍重视。它是将激振器安放在结构或构件上,用共振频率对构件施加一定时间的激振,即可降低残余应力的(20-80)%,使残余应力得到消除或均化。该方法简便,经济,…     

设备及钢结构安装残余应力分析

设备构件在制造加工过程中会受到多种工艺因素的影响，部分影响在设备构件成型后仍不能消除，残留在成型构件内形成残余应力。残余应力是设备制造不可避免的影响因素，如何避免、消除残余应力的影响是大型工程设计、施工安装中必须考虑的重要因素。该文对设备、钢结构安装过程中存在残余应力的原因、可能存在的影响进行了分析，在此基础上，提出并分析了消除设备及钢结构安装中有害残余应力的手段，对大型工程设计和施工有着较为重要的实际意义。     

自由变形结构弹塑性分析的新方法

考虑目前塑性力学实验与理论上存在的众多分歧,从材料弹塑性变形的本质入手,研究受力构件应力分布与变形间的关系.对于一个受力结构,其内应力引起应变,受力较小时应力仅引起弹性应变,εij=Gijklσkl.受力较大后,应力的作用不仅产生弹性应变,也产生塑性应变,εij=εije+εijp.在小变形、弹性变形与塑性变形不耦合情况下,结构中的应力与弹性应变仍呈线性关系而与不受塑性变形的影响.按照以上思想对梁、轴受力结构进行了弹塑性分析,得出在弹塑性下梁、轴内应力呈线性分布,卸载后结构内有残余的塑性变形,而无残余应力.新认识比原有认识更符合结构弹塑性变形实际情况,并具有普遍意义.     

BS700高强钢槽形对焊箱形截面构件稳定性的影响因素

为研究BS700高强钢槽形对焊箱形截面构件稳定性的影响因素,建立了能考虑初始几何缺陷和残余应力的非线性屈曲分析有限元模型,研究了残余应力、翼缘宽厚比、长细比等因素对构件稳定性的影响.研究发现,残余应力对长细比位于20～70的构件稳定系数有显著影响,翼缘宽厚比对构件稳定性有较大影响.随着翼缘宽厚比增加,构件屈曲模式由整体...     

高强度Q460钢焊接截面高温作用后残余应力

为了得到高温作用对高强度Q460钢焊接截面残余应力的影响,采用电炉对高强度Q460钢焊接H形和箱形截面构件进行升温后自然降温.采用切条法测试构件降温后残余应力的分布作为对比,测试了未升温试件的残余应力.试验得到了高温后焊接H形和箱形截面残余应力数值和不同温度后残余应力降低系数.采用有限元软件ANSYS分析了残余应力的降低对高温下Q460钢柱承载力的影响.研究表明:高温作用对焊接残余应力影响较大,升温温度越高,残余应力降低越大.残余应力的降低对高温下Q460钢柱的承载力产生明显影响,与不考虑残余应力变化相比,钢柱的承载力设计值可提高10%左右.     

焊接内应力的测试分析

针对目前存在的一些焊接残余内应力对构件承载能力影响的质疑和不同观点,采用应力释放理论和长条板焊接的一维简化模型,分析比较了有残余内应力和没有残余内应力的构件,在拉伸载荷作用时抵抗外加载荷的能力.结果表明,焊接残余内应力对构件的刚度和静载强度有一定影响.     

脱硫塔的强度和稳定性有限元分析

利用有限元软件ANSYS的APDL对吸收塔进行参数化建模.考虑自重,风载荷,地震载荷,对吸收塔进行强度和稳定性分析.结果表明:吸收塔为大型薄壁构件,塔体结构发生失效的主要表现形式不是强度不足时发生的大面积塑性变形或断裂,而是垂直方向的轴向压应力导致的局部失稳.在满足稳定性要求的前提下,塔体的强度一般是满足要求的.因此,导致局部失稳的轴向力应作为重点校核对象.     

钢桥面板顶板与U肋接头焊接残余应力分析

对钢桥面板顶板与U肋接头焊接残余应力进行分析。采用热-结构直接耦合方法,分析了构件焊接温度场及应力场,得到构件中心截面母板纵向、母板横向、U肋纵向及焊缝中心竖向的残余应力分布曲线。结果表明:母板及U肋近焊缝区存在较大的残余拉应力,残余拉应力峰值接近材料屈服强度;自焊缝中心往外,残余拉应力值下降并转变为压应力;热影响区之外,母板及U肋纵向残余应力主要表现为压应力,并向两端缓慢下降;母板横向残余应力主要表现为拉应力,近焊缝区存在应力突变;沿焊缝竖向纵、横向应力变化趋势基本相同。     

工艺参数优化下连杆摆动副衬套结构强度研究

文中运用有限元法仿真了强力旋压下衬套中产生的残余应力,并基于温度等效模拟法获得了考虑残余应力下的连杆摆动副结构强度特性,进而开展了针对连杆摆动副衬套刚强度特性受减薄率、进给比和热处理温度等衬套工艺参数的规律分析和优化计算.结果表明,减薄率、主轴转速、进给比对残余应力值影响不大,残余应力值沿轴向呈对称分布,且两端较大;在连杆摆动副中,残余应力会使连杆摆动副工作中的应力与变形增大,残余应力较大处增幅明显,而对接触压力影响较小;由响应面优化该型衬套的应力和变形下的最优工艺参数为减薄率28.37%、进给比0.154和热处理温度261.73℃.      

破损舰船剩余承载能力分析

为对破损舰船剩余承载能力进行评估,采用Smith方法,给出了一种基于材料机械特性、板厚尺寸、破口尺寸等多种不确定性因素的破损舰船剩余承载能力的计算方法.对Reckling 23的仿真结果证明了该方法的准确性.实船条件下对不同破口位置和横倾角的剩余承载能力的计算表明:材料屈服限的变异性对破损舰船剩余承载能力的变异性影响最大,底部破损对其剩余承载能力的折减影响较大,横倾角的改变也将影响破损舰船的剩余承载能力.     

基于薄板理论的空区顶板稳定性分析

考虑作用于顶板上的均布载荷及作用于顶板上方中心处的集中载荷情况下,基于四边固支矩形薄板的纳维叶解法,分别导出了均布载荷与集中载荷作用下矩形顶板的挠度方程与应力表达式.分析得到四边固支矩形板在均布载荷和集中载荷作用下的高应力主要出现在板的中心以及长边的中点处,影响应力的因素主要包括厚度、载荷大小、板的尺寸以及泊松比.依据第一强度理论建立均布载荷和集中载荷共同作用下的顶板安全性控制方程,并求解得到其安全临界顶板厚度,并通过工程实例验证了该控制方程的正确性.     

多处损伤LY12 CZ铝合金加筋板疲劳裂纹扩展研究

进行了多处损伤LY12CZ铝合金加筋板的疲劳裂纹扩展的分析与试验研究.给出了典型的随机载荷谱下铝合金加筋板多裂纹扩展的预计方法.用组合法和类比法计算多处损伤LY12CZ铝合金加筋板的应力强度因子.考虑每个载荷循环裂纹之间的相互作用影响,以Walker裂纹扩展公式和Willenborg-Chang裂纹扩展公式为基础,用循环续循环进行裂纹累积,用虚拟施加剩余强度载荷和裂尖韧带塑性区连通判据确定临界裂纹尺寸.进行了恒幅谱载荷及程序块谱载荷下加筋板多裂纹的扩展试验研究.对比了铝合金多裂纹扩展的分析预计结果和试验结果,对比结果表明,预测的寿命与试验结果吻合较好.     

多处损伤LY12CZ铝合金加筋板的疲劳裂纹扩展研究

进行了多处损伤LY12CZ铝合金加筋板的疲劳裂纹扩展的分析与试验研究。给出了典型的随机载荷谱下铝合金加筋板多裂纹扩展的预计方法。用组合法和类比法计算多处损伤LY12CZ铝合金加筋板的应力强度因子。考虑每个载荷循环裂纹之间的相互作用影响,以Walker裂纹扩展公式和Willenborg-Chang裂纹扩展公式为基础,用循环续循环进行裂纹累积,用虚拟施加剩余强度载荷和裂尖韧带塑性区连通判据确定临界裂纹尺寸。进行了恒幅谱载荷及程序块谱载荷下加筋板多裂纹的扩展试验研究。对比了铝合金多裂纹扩展的分析预计结果和试验结果,对比结果表明,预测的寿命与试验结果吻合较好。     

超高压输电导线疲劳强度衰减规律

 钢芯铝绞线疲劳破坏是一个损伤不断累积、强度逐步下降的过程。导线的疲劳强度随其所受的动载荷和导线振动次数的增加而下降,当导线的剩余强度等于此时的动弯应力时,导线发生疲劳断股。因此,研究导线的剩余强度对导线疲劳断股及导线损伤具有重要意义。本文结合超高压输电导线结构特性及受力特性基于非线性强度退化模型推导出了钢芯铝绞线的疲劳剩余强度模型,并根据国际大电网会议中给出的较为保守的导线S-N曲线计算得出了模型中相关参数。通过对导线疲劳剩余强度模型进行实例分析说明了该模型的可行性。研究表明,导线强度衰减程度与载荷加载次数呈非线性关系,不同载荷下导线强度衰减速度不同,导线强度衰减量与导线振动强度及导线振动时长呈正相关,同一载荷下导线强度衰减速度随着载荷加载次数的增加而变快。     

腐蚀管线剩余强度的非线性分析

应用计算机辅助工程分析系统,对腐蚀管线的剩余强度进行了有限元分析,分析中考虑了材料非线性和几何非线性。得出了腐蚀区的应力分布及腐蚀区应力随载荷变化的历程曲线,以及腐蚀区尺寸对剩余强度的影响,并对模型的失效压力进行了预测。将预测结果与工业上使用最广泛的Ｂ３１Ｇ准则预测的结果进行了比较,证明用此方法对腐蚀管线的剩余强度进行评估是可行的,能得到比较准确的结果。     

LZ-662客车骨架焊件残余应力及其消除的探讨

本文依据公路客车车身骨架焊接组件残余应力分布规律的试验分析,车身骨架的受力分析及疲劳源分析,提出利用焊接残余应力提高结构承载力和使用寿命的办法。同时还提供了用振动时效消除骨架组件焊接残余应力以及对公路客车车身骨架焊接组件没有必要消除焊接残余应力的依据。     

K型管节点焊接残余应力及其对应力集中系数的影响

采用有限元软件ANSYS,以K型管节点为研究对象,利用生死单元技术,模拟焊接过程和退火处理过程,研究管节点的焊接残余应力,得到焊接温度场和应力场的分布。分别对考虑焊接残余应力与不考虑焊接残余应力而只考虑焊缝对结构影响的管节点模型施加轴向载荷,计算这两种模型的热点应力集中系数,得到焊接残余应力对管节点应力集中系数的影响。结果表明:对焊接管节点进行退火处理可以显著降低焊接残余应力,降低发生变形和断裂失效的风险,大幅度提高管节点的安全性能;管节点结构中热点位置及热点应力集中系数与尺寸参数、载荷类型、加载方式、焊缝结构等有关。     

梁柱复杂稳定性的非线性研究及其扩展

用强度失效的解析法研究了横向载荷和初始挠度对梁柱结构稳定性的影响,提出预拱度可以有效抵制横向载荷对结构稳定性的不利影响.在此基础上,通过解算横向载荷与初始挠度对梁柱稳定性的影响系数,即计算综合因子n的取值范围,解决了强度稳定综合理论方法预测结构稳定性的部分难题.最后用该方法对某船的甲板纵桁的稳定性进行了解算.结果可看出：横向载荷和初始挠度对纵桁这种刚性较强的构件的极限强度影响不大.