超载拉伸消除焊接残余应力的计算机模拟

焊接件内部总是存在着较大的残余应力,对焊接件的承载能力和抗腐蚀性能有很大影响,本文采用弹塑性有限元方法对超载拉伸消除焊接残余应力过程进行了数值模拟。     

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,…     

基于有限元的铝合金预拉伸板振动时效仿真分析

为消除铝合金预拉伸板中的残余应力,采用弹塑性有限元法对振动时效消除残余应力进行数值模拟.研究振动时效工艺参数对残余应力消除的影响,结果表明只有铝合金预拉伸板产生一定的塑性变形振动时效才能有效消除残余应力;对于共振时效,激振产生的较大振幅能更有效消除残余应力;激振时间对激振效果影响不大.     

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。     

热模拟法研究消除应力裂纹

采用模拟焊接热影响区粗晶区应力释放的试验方法,研究ＣＦ－６２钢在焊后热处理过程中的消除应力裂纹敏感性及其形成机理,结果表明：ＣＦ－６２钢焊接热影响区粗晶区具有消除应力裂纹敏感性,并随焊后热处理加热温度的升高而增大,消除应力裂纹敏感性取决于焊后热处理过程中材料所承受的塑性变形量和其进行塑性变形,蠕变变形的能力,粗大晶粒和高残余拉伸应力的存在是产生消除应力裂纹的必要条件。     

振动时效法消除焊接构件残余应力的研究

通过实验研究了用振动时效法消除焊接构件的残余应力．结果表明，振动时效可以明显降低焊接构件的残余应力．     

一种新的残余应力评估方法

对具有焊接残余应力构件进行了理论和实验研究．研究结果表明，有焊接残余应力存在时，构件的各阶固有频率增加，高阶频率受残余应力的影响比低阶频率大，随着阶数的增加，频率绝对变化越大．在此基础上，提出了一种利用构件固有频率变化评估残余应力的方法．     

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。     

大型焊接件炉外局部退火工艺的研究

文中提出的退火工艺对大型焊接件消除残余应力有参考意义。     

振动时效装置激振器偏心块优化设计

金属工件在切削、铸造、焊接和锻压的加工过程中,由于机械力造成变形和温差变化,使金属工件内部产生残余应力。残余应力的存在对金属工件极其有害,使工件尺寸的稳定性和精度降低,因此对金属工件进行消除残余应力是必要的。振动时效是一种通过对工件施加循环载荷,使材料内部发生微观的塑性变形,从而达到减少金属工件的残余应力的方法。本文首先给出激振器偏心块的三种型式,采用Solidworks建模。然后将偏心块模型导入到AnsysWorkbench软件里面,分析激振器偏心块的受力和变形规律,最终确定一种最优的偏心块结构型式。     

残余应力场对焊接动态变形的影响

通过一组窄板小型焊接变形试验,证明了残余应力场对焊接构件的动态变形过程,因而也对焊件最终的残余变形有着不可忽视的影响。其机理为:焊接过程中力学熔池的运动干扰了焊件中原有残余应力场的平衡,引起焊件的附加变形。附加变形既改变了焊件高温区的压缩塑性变形,又改变了焊件冷却阶段的变形。     

带衬套冷挤压孔在三维状态下的有限元分析

针对目前在研究冷挤压孔边残余应力时,大都采用基于厚壁圆筒的轴对称小变形、平面应力状态、孔边受力为均布载荷等假设所带来的不足,提出了在三维真实模型状态下,考虑衬套对孔边受力的影响、试件在厚度方向上的应力差异等因素．研究了带衬套挤压件在加载、卸载及疲劳拉伸载荷状态下的应力分布,并和无衬套挤压时的状态进行比较,从机理上揭示了带衬套挤压在改善试件抗疲劳性能方面的优势所在．     

材料残余应力对硬度测试影响程度的分析

测试了材料在残余应力下的硬度,分析了残余应力影响下的弹塑性本构关系,并进行了有限元计算,实验结果和计算结果吻合程度较高,说明有限元分析正确,在此基础上,定性定量地分析了残余应力对于硬度的影响,建立了硬度与残余应力之间关系的拟合函数公式。研究结果表明:残余拉应力对硬度影响明显,而残余压应力对硬度影响较小;载荷大小和残余拉、压应力程度影响压痕周围弹塑性变形从而产生隆起量或下沉量,引起压痕深度、接触面积的变化,影响硬度测量值。     

振动消除工件残余应力方法（VSR）试验研究

振动消除焊接件和铸件中残余应力的方法不仅以可完成热处理除应力的工作，而且做得更快、更省费用和更便当，它已被成功地用于发达国家的多数工业领域。本文阐述了这一先进方法的优点，并在用焊接试件作大量实验的基础上探索各主要振动参数与处理效果的关系，旨在促进这一有效技术在我国的广泛应用。     

钴基合金静叶片焊接裂纹力学因素研究

采用热弹塑性有限元技术，分析研究了Ｃｏ基Ｓｔｅｌｌｉｔｅ３１合金静叶片电子束焊接时产生焊接裂纹的力学因素、焊接残余应力、与焊接装夹方式及焊接工艺的关系。结果表明：焊接过程中产生的冷裂纹，主要由于焊接过程中产生的收缩力引起；焊接方向和焊件的装夹方式对接头中的残余应力分布有较大的影响，焊缝两端附近的残余应力分布和焊接方向有关，焊端缝中心是拉应力，而在终焊端则是压应力；焊接速度及焊接线能量都对焊接残余应     

基于积分法的铝合金厚板深度残余应力分析

运用第一类线性积分形式建立剥除层残余应力与试样变形之间的关系;通过变形反求应力,还原厚板内部连续的应力变化,推导应力求解积分形式;进行层削法和裂纹柔度法测试实验,比较这2种方法的测试结果的异同。研究结果表明:运用积分法求解得到的残余应力场能较准确地反映厚板内部应力分布特点;积分中核函数决定力学方法解的特征,采用层削法所得结果反映了厚板剥除层内平均应力,采用裂纹柔度法所得结果则反映裂纹处应力的平均值,这2种方法都能较准确地反映厚板内部应力特征。     

基于断裂力学的数字相关技术残余应力检测方法

提出一种简便的残余应力检测方法,利用数字相关技术检测裂纹扩展过程中试样表面的变形(COD),应用断裂力学理论计算出残余应力分布.通过梁弯曲对试验结果作了验证并与应变测量结果进行了对比,残余应力的检测结果与理论值标准差为1.28MPa.对淬火和焊接残余应力分别作了检测.实际应用表明所提出检测方法具有准确、高效和使用简便的特点.     

Determination of Mechanical Properties of Micromembranes with Compressive Residual Stress

A novel model of a load-deflection method to determine the mechanical properties of micromembranes with compressive residual stress is described. Since thin film structures are frequently used in micro devices, characterisation of mechanical properties of thin films is desired by the design and fabrication of micromachines. In this paper, the mechanical properties of thin micromembranes under compressive stress are characterised, which are fabricated by bulk micromachining. The relation between the center deflection and the load pressure on a square membrane is deduced by modelling the membrane as an elastic plate having large deflection with clamped boundaries. According to the model, whether the membrane has initial deflection or not has no effect on the measurement result. The Young's modulus and residual stress are simultaneously determined. The mechanical properties of siliconoxide, silicon nitride membranes and composite membranes of polysilicon with silicon nitride are measured.     

X65管线钢板交替与连续控冷工艺的计算与比较

为减小X65管线钢板控制冷却后的残余应力和翘曲,通过开发线性混合热膨胀模型、拓展Avrami相变动力学模型和应用Leblond的相变诱发塑性(TRIP)模型建立了热力耦合有限元模型,考虑了控冷时的弹塑性变形、热膨胀、相变潜热、相变膨胀、TRIP等所有物理效应.用该模型研究了2种控制冷却工艺下X65管线钢板的温度、残余应力、残余应变及翘曲.结果表明:与连续控冷相比,交替控冷使板的温度进一步降低7℃;上表面一侧的残余拉应力峰值进一步减小44 MPa;下表面一侧的残余总压应变峰值进一步增加0.001;翘曲由0.54×10-3减至0.09×10-3;故交替控冷可降低板内的残余应力,并减小翘曲.     

塑性变形率对辊式矫直板材的影响

为了深入研究辊式矫直过程的变形特点,采用弹塑性差分的曲率积分方法,模拟研究塑性变形率对矫直效果的影响.提出塑性变形率的离散计算方法,针对单值初始曲率条件下不同的压下制度组合,计算得到塑性变形率与残余曲率以及平均残余应力之间的关系.从理论上证明塑性变形率不能作为判定矫直效果的单一标准,由于在线确定初始曲率十分困难,因此应该使得塑性变形率达到较大值(80%左右),另外给出单值初始曲率条件下最优化的矫直条件.