爆炸强化护环残余应力分佈的测量与分析

爆炸强化护环的工艺,在我国不少重机厂中采用过。至今,在某些厂还是生产小容量护环的主要工艺。生产实践表明,用这种强化工艺生产的护环,其中存在残余应力过高是一个普遍问题,而且应力分布是不均匀的。从护环端部切取应力环的检验方法不一定能测出护环中切向残余应力的最大值。该方法对轴向残余应力更是无能为力。实际上,在爆炸强化的护环中,残余应力的分布是比较复杂的,不但存在着三向残余应力,而且轴向残余应力σ_x和切向残余应力σ_t沿轴向是变化的。这样,就常出现甲、乙双方检查结     

确定护环残余应力分佈的测量理論与方法

有不少文献介绍了筒形件残余应力的测定方法,但这些方法都局限于没有轴向残余应力σ_x的情况下,或者有σ_x存在,σ_x沿轴向也是不变化的。由实践和理论分析可知,在多数工艺生产的护环中存在的残余应力是比较复杂的。不但存在着三向残余应力,而且轴向残余应力σ_x和切向残余应力σ_t沿轴向是变化的。这样,需要研究新的测量方法,来摸清护环中残余应力的分布规律。过去,工厂中已经做过一些大型的解剖试验,试图用切环方法,来确定在某     

測定薄壁圓筒残余应力分布的非解剖法——双端取环法

精确测定机器零件的残余应力值是机器设计的重要任务之一。目前测定残余应力分布的常用方法是解剖法,这种方法虽能测出残余应力的分布,但是被测零件被彻底破坏了。因此,对每件都需测量的零件如发电机护环等来说,解剖某件的数据仅有参考价值。本文根据力学基本原理提出了一种精确测量薄壁圆筒残余应力的新方法。它只要在圆筒两端的工艺余量内各取一个或两个薄环,不必解剖零件,就能确定整个筒内的残余应力分布,测量后,零件完整无损。这种方法经用本文提出的解剖法对残余内力和解剖后圆筒剩余部分的位移进行实验检验后证明是正确可靠的。这种方法对测定任何轴对称负荷(塑性加工、温度埸)产生的残余应力都是适用的。     

球形贮罐的断裂安全分析

球罐由于具有明显学的优点,所以在石油、化工、钢铁等生产部门广为利用。它是一种大型焊接结构,在焊接中存在有气孔、夹杂、咬肉和熔合不良等缺陷。这都相当一个裂纹源,在工作应力、残余应力等作用下,裂纹源会程度不同地发展成各种裂纹。对中、低强度钢制造的球罐,虽然它的工作应力不高,但在装配应力、残余应力及应力集中的作用下,总应力往往会达到或超过材料的屈服限,如此使裂纹源或裂纹处于高应力(高应变)区,必须用弹塑性断裂力学理论来分析。 大连石油七厂火炬1#球罐直径9000mm,壁厚30mm,工作介质液态烃,球罐材质16Mn。投产使用4年后开…     

护环液压胀形载荷的下限解及应力分析

本文用下限原理得到了确定护环液压胀形载荷的下限解,并证明了它与以前我们所得到的上限解是完全相同的。因此,这一对解实际上就是所论问题的精确解,于是求得了护环液压胀形时,护环内部所受应力的计算公式。     

大型液化石油气储罐组装环焊缝的残余应力分析

采用钻小盲孔残余应力释放法,测量250m^3液化石油气储罐组装环焊缝在退火前后的残余应力,分析局部退火工艺的退火效果,结果表明：高残余应力区出现在外壁面环向上,其退火后残余应力降幅在37％～60％之间,平均降幅达50％,最大减幅达299MPa;环焊缝局部退火工艺可消除30％～60％环向残余应力,达到了消除焊接残余应力的要求．     

模拟压裂作用对水泥环密封性破坏及改善研究

利用全尺寸水泥环密封性评价装置,研究了多段压裂作用下水泥环的密封完整性。分析了密封性破坏的机理;并提出了相应改善措施和评价标准。试验结果显示基浆水泥环在压裂交变应力作用下,加卸载次数较少时,水泥环密封完整性即遭到破坏;密封性失效发生在卸压阶段水泥环与套管之间的界面处。表明在套管内压高应力作用下,弹性模量较高的基浆水泥环中产生较大的应力,除了发生弹性变形还产生了塑性变形;卸载时套管弹性回缩,水泥环中塑性变形不可完全恢复而存在残余应变,导致二者在界面处的变形不协调一致而引起拉应力。随着压裂应力交变次数的增加,水泥环塑性变形不断累积,卸载后的残余变形和拉应力也随之增大。当拉应力超过界面处的胶结强度时出现微环隙,水泥环密封性破坏。采用掺入胶乳、弹性粒子等形成弹塑性水泥石,弹性模量降低并保持较高的抗压强度,压裂作用时水泥环中产生的应力相对其抗压强度较低,产生的塑性变形较小,因此提高了水泥环保持密封完整性时压裂应力交变的次数,改善了水泥环的密封性。     

重塑弱膨胀土抗剪强度的环剪试验研究

利用STHJY型环剪仪,对合肥地区弱膨胀土进行同级4次剪切环剪试验,探索残余强度与竖向应力和含水率的关系,研究发现:随着竖向应力的增加,残余强度在增加;随着含水率的增加,残余内摩擦角φ和残余黏聚力c呈减小趋势。其中φ随着含水率的增加降低幅度呈逐渐加大趋势,c随着含水率的增加降低幅度呈先增大后减小的趋势。通过数据拟合分析发现:残余强度与竖向应力呈良好的正线性相关关系,并符合Mohr-Coulomb准则;残余内摩擦角φ与含水率呈良好的负指数关系。     

护环液压胀形的上限分析

本文用极限分析法得到确定护环液压胀形极限载荷的上限解,由于选取的允许速度场相当接近真实速度场,故在此基础上研究了胀形过程的速度分布,变形分布问题,得到了相应的公式。分析了护环胀形后毛坯强度指标的变化规律,提出护环毛坯尺寸的计算公式和胀形后强度指标的计算方法,这样可准确地计算变形力,合理地选定护环胀形的变形量,准确地计算护环毛坯轮廓尺寸。这些公式经模拟护环和大型生产护环验证准确可靠,为护环生产工艺参数的确定提供了理论根据和实用的公式。液压胀形法是一种新工艺,许多理论问题还不完善,如变形力的计算仍借用受均匀内压作用厚壁圆筒的平面变形解[1][2],因护环胀形的高缩较大,显然忽略护环高度的变形与实际不符,而算得的变形力偏高。护环变形前毛坯尺寸的确定依赖于经验,而胀形护环内部变形分布和速度分布等问题还无文献记载。为此本文提出求解这类问题的上限解。     

两炮成形强化护环拐点外移时残余应力的解析解

对两炮成形强化护环拐点外移时的情况进行分析,采用轴对称圆柱薄壳有矩理论,构造位移函数,得出该情况下残余应力的解析解.     

两炮成形强化护环拐点离上端面远时残余应力的解析解

对两炮成形强化护环拐点离上端面远的情况进行分析,采用轴对称圆柱薄壳有矩理论,构造位移函数,得出该情况下残余应力的解析解。     

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,…     

套管抗挤强度分析及计算

为提高套管挤毁压力预测精度,应用统计方法对213根套管全尺寸挤毁试验数据进行了方差分析,研究了外径不圆度、壁厚不均度、残余应力等因素对套管抗挤强度的影响。分析结果表明,径厚比、屈服强度是套管抗挤强度的主要因素,不圆度、壁厚不均度、残余应力等因素对套管抗挤强度的影响呈随机性分布。利用有限元方法对外径不圆度、壁厚不均度和残余应力的不同位置组合进行了模拟分析。结果表明,数值相同的外径不圆度、壁厚不均度及平均残余应力组合不同时,套管的挤毁压力相差很大。最后提出了一个套管抗挤强度计算公式,计算简单,精度可满足工程要求。     

磁弹性法在测量高速客车车轴表面残余应力中的应用

磁弹性法是一种快速、简便的表面残余应力无损检测技术．它利用ＢａｒｋｈａｕｓｅｎＮｏｉｓｅ（巴氏噪声）的强度与材料的内应力呈现单调关系，从而由巴氏噪声的强度来测量表面残余应力．本文介绍了磁弹性法测量构件表面残余应力的基本原理、测试方法及其在高速客车空心车轴表面滚压强化后，在车轴表面残余应力测量中的应用．     

两炮成形强化护环拐点离上端面远时残余应力的解析解

对两炮成形强化护环拐点离上端面远的情况进行分析，采用轴对称圆柱薄壳有矩理论，构造位移函数，得出该情况下残余应力的解析解。     

煤岩损伤分析及偏应力检测法

大量的煤岩显微试验分析表明,损伤是沉积相煤岩固有的力学特性,结构的非均质性及其引起的应力局部化,是煤岩损伤发展最终导致结构破坏的根本原因;受力以后,煤的脆性断裂及以后的搓揉、粒化等破坏形式应是煤与瓦斯突出时煤的主要破坏机制,由全应力－应试验结果得知,煤岩受力以后,相对其峰值强度而言,强度高的岩石扩容应力和残余强度高,而煤的扩容应力残余强度度。最后,提出了研究煤岩损伤变化过程的偏应力检测法。     

冷辗压轴承环残余应力与淬回火变形的相关性探析

轴承环采用冷辗压工艺进行生产会出现较严重的淬回火变形。从冷辗压工艺角度对其淬回火变形的原因进行分析,初步确定影响淬回火变形的主要因素为冷辗压轴承环时产生的残余应力。通过对冷辗压轴承环进行残余应力去除与不去除两组试验,将它们对轴承环淬回火变形量的影响结果进行记录,利用minitab软件对上述结果进行相关性散布图分析,得出结论冷辗压轴承环的残余应力与淬回火变形量呈强正相关性。最终确定残余应力为冷辗压轴承环淬回火变形的主要影响因素。     

用局部逐层去除法测量厚壁圆筒的内部残余应力

采用局部逐层去除法对厚壁圆筒热处理后的残余应力进行测量,拟合得到了圆筒轴向和环向残余应力的分布规律。结果表明,局部逐层去除法能有效地得到厚壁圆筒热处理后内部残余应力的大小及分布;厚壁圆筒热处理后的轴向残余应力在焊缝区域为压应力,内、外表面距离焊缝较远的区域为拉应力,且拉应力的最高值出现在厚壁圆筒接头的外表面热影响区附近,内部为压应力;厚壁圆筒热处理后环向残余应力在焊缝区域为拉应力,峰值出现在圆筒内部靠近内表面一侧,焊缝周围的母材区域为压应力。经过焊后热处理,厚壁圆筒的残余应力总体水平相对较低,环向残余应力和轴向残余应力均降至100MPa以下。     

双相不锈钢管道焊接残余应力参数的数值模拟

焊接残余应力一直为人们所关注，其大小和分布与焊接热源、接头形式和材料性能等多种因素有关，作者利用热弹塑性理论为基础的有限元数值模拟技术，对SAF2205双相不锈铜管道接头环焊缝残余应力进行有限元数值模拟，得到了管道内外表面残余应力的分布规律，即，在管道的焊缝及近缝区，内表面轴向残余应力是拉伸应力，外表面轴向残余应力是压缩应力，而内外表面环向残余应力都是拉应力；研究了不同的焊接线能量、管内径与壁厚比值R1／d和多层焊对焊接残余应力的影响，结果表明，残余应力受焊接能量变化的影响不大，外表面残余应力和内表面轴向残余应力部随着壁厚增大而增大，多层焊的残余应力有不同程度降低。     

厚管板液压胀接残余应力的研究

针对一实际厚管板的开裂问题,应用有限元分析方法,模拟了管板的液压胀接过程,计算了管子与管板接触面上的残余接触压力以及管孔周围的残余环向应力。结果发现,液压胀接后,在管子与管板接触面上的残余接触压力的分布是不均匀的,存在两个有较大残余接触压力的"密封环"。沿管板厚度,管孔周围的胀接残余环向拉应力可达数10 MPa,该应力很可能会触发裂纹形核并促使裂纹沿管板厚度方向发生穿透性扩展。