大型球罐X型焊缝焊接过程模拟和应力分析

采用ABAQUS软件,使用平面模型,对大型储罐设备中常用的X型焊缝焊接过程进行了模拟。计算可以给出每道焊接的温度分布和应力分布。同时,焊接过程考虑了焊接后的冷却。在计算模拟后,还给出了整体结构的应力分布和应变能变化曲线。     

残余应力对排液蒸发器强度影响的有限元分析

某排液蒸发器管箱隔板与筒体焊接处产生了焊接变形,其凹陷处最大值为5 mm,影响结构的安全运行.焊接应力与变形是焊接过程的必然产物,计算和分析比较困难.采用固有应变分析法,计算出隔板和筒体的固有应变体积,然后获得简体的焊接残余应力.在此基础上只考虑焊接残余应力、设计应力以及焊接残余应力与工作应力叠加3种工况计算出变形区域的等效应变,并转化为等效残余应力.利用有限元方法对蒸发器的强度进行分析,计算结果可用于指导其实际运行.     

焊接接头裂端塑性区发展与应力三轴性

采用有限元计算方法分析了平面应变条件下中心裂纹和三点弯曲不同强度匹配和裂纹深度试样中的裂端场．结果发现，焊接接头裂端应力三轴性随加载方式、裂纹长度及焊缝和母材匹配性质不同而变化，并从焊缝和母材塑性区发展及应变硬化方面进行了解释．同时指出，由于焊缝和母材塑性变形及交互作用导致的裂端韧带上拉应力的改变是不同接头中应力三轴性变化的根本原因     

运用ANSYS对焊缝残余应力及温度场分析

在焊接过程中,高温移动热源及之后的快速冷却,使得在焊缝及其附近区域产生了残留的拉应力,由此产生热应力场和残余应力。为预测焊接变形,采用有限元软件ANSYS中生死单元技术和热-结构耦合技术对异种材料钢铜连接处的铝焊缝进行数值分析,得出焊缝焊接残余应力、温度场分布情况,进而为制定正确的焊接工艺、改善焊缝性能等实际生产和使用提供理论依据。     

打孔管道焊接修复结构的残余应力测试

输油管道上的打孔盗油案件时有发生。对被打孔的管道，只能采用焊接方法抢修，而焊接产生的残余应力影响管道承压能力和剩余寿命。为了解管道修复中焊接残余应力对管道完整性的影响，用钻孔法分别测试了打孔管道的不同焊接修复结构的残余应力，并和管道螺旋焊缝处的残余应力进行了对比。测试结果表明，焊缝近处存在残余应力，且距焊缝越近，残余应力越大。管道修复结构中的残余应力的第一主应力多为拉应力，其最大值为管材屈服极限的70．94％；管道螺旋焊缝处的残余应力的第二主应力为压应力，其最大值约为管材屈服极限的74.66％。同时在焊接接管的根部存在较大的残余应力。     

随焊冲击碾压控制焊接应力变形防止热裂纹机理

为了解随焊冲击碾压法机理,用数值计算方法对冲击碾压轮引起薄壁结构焊缝金属塑性流变行为和应变场变化进行了分析.前轮对处于脆性温度区间的焊缝金属施加一个横向挤压塑性应变,减小甚至抵消致裂的拉伸应变,防止了焊接热裂纹的产生.后轮将焊缝金属的纵、横向压缩塑性变形充分碾展,减小了工件的残余变形和应力.实验结果证明随焊冲击碾压法能将平板薄壁试件纵向挠曲和横向收缩变形控制在常规焊接状态的1/10和1/5, 残余应力值也明显降低; 焊缝表面没有热裂纹,平整光滑.     

大功率条件下蜂窝状冷凝板激光焊接变形的控制

以CO2 激光焊接304不锈钢蜂窝状冷凝板为研究对象,针对出现焊接变形问题,研究了因激光焊接功率不同导致焊缝尺寸不同对蜂窝状冷凝板焊接接头最大承载载荷、焊接残余应力与应变的影响,采用小孔法测量不同工艺条件下焊接残余应力,并提出了控制蜂窝状冷凝板焊接变形的方法。研究表明：当焊接功率为1.4、1.8 kW时,两种工艺条件下纵向弯曲挠度和纵向收缩应力比与焊缝截面积之比相同为1.000∶1.328;测量所得焊接残余应力之比为1.000∶1.391,与计算所得值相近。分析发现焊缝最大承载能力与焊缝截面积有一定的关系,并提出了该新型函数关系表达式。提出了内外循环式焊接顺序,此方法能减少焊接变形的发生,又几乎不影响焊接生产效率,极大提高了蜂窝状冷凝板的生产质量。     

振动焊接对焊缝力学性能影响

采用试件和结构件进行了大量的对比试验,分析研究了振动焊接对构件焊缝区残余应力、断裂韧性、疲劳寿命等力学性能的影响。结果表明,振动焊接可以降低焊缝表面的残余应力,改善焊缝区的微观组织,提高焊缝处的断裂韧性,提高试件和结构件焊缝的疲劳寿命。     

超大型铁件焊接残余应力分析

采用有限元软件ABAQUS对某工程超大型铁件的焊接残余应力进行分析,给出焊缝截面处残余应力的大小和分布,以及焊接件的变形,最后得出焊接残余应力的分布规律。     

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。     

某轿车发动机舱热流场实例研究

某轿车在进行整车冷却温度场试验时,发现其发动机舱内进气口、散热器风扇表面、转速传感器、蓄电池表面等零部件温度值均超其设计耐热极限值,为了解决这一问题,通过计算机模拟,运用流体分析Fluent软件对发动机舱进行热流场仿真分析,发现发动机舱内部流场回流严重,通过优化分析,增加泡沫缓冲块以及封堵前格栅盖板后,发动机舱内部回流现象被有效控制。     

不同假想圆直径对燃烧器区域浓度场影响的数值模拟

针对上层燃烧器二次风假想圆直径为1000mm和加大为1500mm两种工况,通过数值模拟进行对比分析,研究六角切圆燃烧锅炉燃烧器区域的浓度场,模拟结果表明,适当改变一、二次风向心度能够有效地降低局部过高的颗粒浓度,从而抑制受热面结渣现象的发生。     

模拟静电场自动测绘系统的设计

对模拟静电场测绘仪进行自动化改进,用单片机控制步进电机实现电压表探针的二维移动,并控制电磁铁进行自动打点记录等势点位置。自动化装置能够确保测量精度,使描绘的电场分布图更准确规范。     

齿轮闭式锻造新工艺方案的数值模拟研究

齿形充填不满和成形力过高是齿轮闭式锻造典型方案的缺陷。模具几何形状是影响金属塑性流动的主要因素之一,通过改变模具的几何形状可以改变金属的塑性流动。文章通过有限单元法,对3种设计方案进行了二维模拟计算,从数值模拟结果中获得了各方案的应变场和速度场的分布情况,并进行比较分析,得出一种合理可行方案,该方案的坯料沿径向流动速度分布较为均匀;最后,通过三维有限元模拟技术进一步对可行方案进行验证,发现齿轮充填饱满,成形效果较好。     

电弧炉炼钢废钢预热规律数值模拟研究

为了充分利用电弧炉烟气余热预热废钢,以计算流体力学软件Fluent为平台,建立废钢预热过程三维非稳态随机分布局部模型,采用数值模拟方法探究了不同种类废钢预热温度分布规律。模拟结果表明：废钢预热温度随预热时间的增加明显升高,且废钢厚度显著影响预热温度,相同预热条件下,轻薄型废钢的平均温度在1 600 K左右,中型废钢在1 000 K左右,重型废钢在700 K左右;增大比表面积能够在一定程度上提高各类型废钢的预热温度,考虑到废钢在预热过程熔化对出钢质量的影响,底层废钢比表面积控制在1.5 m²/m³以下,重型废钢比表面积控制在0.25 m²/m³以上;高温烟气会优先通过空隙率大、通畅性好的区域,密集堆积的板状废钢会阻碍烟气流动,导致该区域预热温度降低。因此,在生产中可相对减少重型废钢的配料比例,多采用中型废钢。研究结果可为使用废钢预热技术的厂家提供预热分析数据,为改进电弧炉炼钢预热工艺、实现工业废钢的高效冶炼提供一定的理论依据。     

20MnSi钢筋冷却的淬透层深度

通过数值方法求解20MnSi钢筋在线冷却过程中的温度场，进而求得组织场，并分析了各控冷工艺参数对20MnSi钢筋在线冷却过程中的淬透层深度的影响．结果表明：组织场的实验结果与计算结果符合较好，可以通过调整控冷工艺参数控制淬透层深度，为得到高强钢筋需要增大冷却水量，降低冷却水温；钢筋端面单元剖分的粗细会影响计算结果，使淬透层深度与控冷工艺参数之间呈阶跃式变化．     

Dendritic Morphology Simulation Using the Phase Field Method

Dendritic morphology was simulated using a macro- and micro-coupled method. Since the microstructure of a whole casting cannot be easily analyzed, a scheme was developed to calculate the temperature of the whole casting with the microstructure analyzed by selecting one cell in the central region of the casting. The heterogeneous nucleation was described using a Gaussian distribution with the dendritic growth controlled by the solution of the phase field equation. The initial temperature distribution in the microdomain was obtained by interpolating the cell temperatures near the selected cell with the interface undercooling assumed to be the sum of thermal, solute, and curvature effects. The solute distribution was calculated from the mixed solute conservation equation with noise introduced to produce the side branches. The simulation results agree well with experimental results.     

高邮凹陷南断阶东部阜宁期构造应力场及其对断层的控制作用

在断层级别划分的基础上分析断层的走向变化、组合规律及活动特征,建立地质模型,并确定SE152°~NW 332°为区域应力的加载方向,结合岩石力学试验确定岩石力学参数及加载应力值,采用有限单元法对工区阜宁沉积期构造应力场进行数值模拟,详细分析构造应力对断层的控制作用。结果表明:南断阶东部阜宁沉积期最小主应力均表现为张应力,沿真①断层在许庄地区和竹墩地区的向北凸出位置出现两个最小主应力高值区,断层发育密集;剪应力呈条带状右旋、左旋区域相间展布,右旋最大剪应力和最小主应力控制产生北北东向正断层,左旋最大剪应力和最小主应力控制产生近东西向正断层。     

基于TrueTime的涡扇发动机分布式控制系统及数字仿真平台设计

国内外航空发动机分布式控制系统研究往往脱离实际发动机,分布式控制系统的控制性能好坏很难定量地表现出来。本文以一实际的涡扇发动机为被控对象,分析了被控对象的特点及控制需求,设计了分布式控制方案,在MATLAB/TrueTime环境搭建了分布式控制系统数字仿真平台,仿真平台采用CAN总线通讯方案,通过时间与事件触发解决通讯同步问题,最终完成了发动机各个状态下的主燃油、加力燃油、尾喷口喉部面积控制,仿真结果表明所搭建的数字仿真平台控制性能良好,能满足航空发动机控制要求。     

建筑内自然对流对射流的影响研究

当射流出口速度较小或室内自然对流强度较大时,室内自然对流对射流特性产生重要影响。采用数值模拟方法,研究了建筑内左右壁面为定壁温边界条件下的自然对流与射流共存时的速度场和温度场。根据数值计算结果,分析了自然对流对射流特性的影响及其影响因素。这为工程设计中预测自然对流对室内气流射流的作用及合理设计室内气流组织提供了依据。