铸件焊接过程中温度、应力场的测试方法

本文根据铸件焊接过程中温度场、应力场的特点，设计了温度、应力测试系统。在弄清影响系统输出主要因素的基础上，确定了热输出标定方法和测试方案，并应用该系统对铸件焊接过程中的温度场与应力场进行了测试。初步弄清了温度场、应力场的变化规律．     

高强度桥梁钢Q460q焊接应力场的数值模拟研究

以高强度桥梁钢Q460q对接接头为研究对象,运用ANSYS有限元分析软件,对焊接过程的应力场进行了三维实时动态数值模拟,得到了Q460q钢板在不同焊接速度下焊缝区的瞬态应力场。提出了可行的三维焊接应力场的动态模拟分析方法,为优化焊接结构工艺和焊接规范参数提供了理论依据和指导。模拟计算结果表明,三层焊接的最佳焊接工艺参数为:焊接速度5.2 mm/s,焊接热功率分别为15 000,16 500,18 000 W。     

轴对称焊接残余应力场的简化计算模型

本文提出了一个统一的二维轴对称焊接残余应力场的简化计算模型。运用该模型分析了几种不同条件下的焊接残余应力场,与实验结果基本相符,说明了该模型能够综合反映轴对称焊接应力场的形成机理、分布特征和主要影响因素,可用于工程估算和焊接结构的教学。     

焊接温度场和应力场的计算与测试研究进展

介绍了焊接温度场和应力场测试及计算机模拟方面的研究进展。     

2219铝合金VPTIG焊接残余应力的数值分析

2219铝合金经过焊接后出现了严重的软化,为了阐明焊后软化对焊接残余应力计算精度的影响,采用热-弹-塑性有限元计算方法模拟了2219铝合金平板变极性惰性气体保护对接单道焊时的温度场和应力场,并考虑了加工硬化和退火效应的影响。结果表明:软化现象对焊接残余应力的计算结果有显著影响,不考虑焊后软化时会高估焊缝区及其附近的残余应力水平。通过对比计算结果与实验测量结果可知,综合考虑加工硬化、退火效应及接头软化的情况下,数值模拟结果与实测结果吻合较好,说明该数值模拟方法具有较高的计算精度。     

厚板焊接接头残余应力和损伤分布的研究

对典型焊接方法下的厚钢板构件焊接性能进行实验和数值模拟研究.首先采用磁弹仪获得MP-σ标定曲线,通过磁弹性法测量得到厚钢板焊接接头残余应力;然后基于ABAQUS及其子程序DFLUX,模拟了厚钢板对接焊接全过程.对比数值模拟和实验结果表明:构件焊接接头纵向应力大于横向应力;沿Y轴的纵向焊接残余应力随着板厚度的增加而增加,厚度小于60mm焊件增加尤为明显.此外,本文耦合了焊接过程中的温度场、应力场,并考虑了积累损伤的影响,完成了焊接构件在低周往复荷载作用下的计算分析,结果表明,在低周往复荷载作用下焊接构件中的残余应力对累积损伤分布有较大影响.     

高频焊管在焊接过程中三维应力场的模拟

在高频焊管生产过程中,消除因高频焊接造成的焊管残余应力是一项重要的工序,预先得出焊管残余应力场对于消除焊管残余应力具有指导意义.利用ANSYS参数化语言APDL,建立高频焊管的有限元模型,采用高频焊接线热源模型进行计算,同时考虑高频焊管有限元模型的热边界条件及物理结构约束,从而获得高频焊管在焊接过程中三维应力场及位移场...     

用于二维分布残余应力场测量的渐进裂纹柔度法

基于传统裂纹柔度法,提出了一种改进的残余应力测量方法——渐进裂纹柔度法.与传统方法只能获得沿厚度方向一维分布的残余应力不同,该方法可以获得工件横截面内二维分布残余应力场.建立了该方法的理论模型,并对二元基函数的选取、渐进裂纹柔度函数的计算以及待定系数方程的求解方法进行了阐述.通过仿真实验用该渐进裂纹柔度法测量了给定二维分布残余应力场.仿真测量结果与给定残余应力场的大部分区域相对误差小于5%,只在边缘部分误差较高.通过模拟研究多种应变测量误差的影响,证明了该方法具有较好的鲁棒性及准确性.渐进裂纹柔度法由于能测量二维分布残余应力场,应用范围较传统方法更为广泛,为残余应力测量提供了新方法.     

TC4钛合金激光焊接的数值模拟

应用有限元方法建立焊接三维应力场的数学模型。利用ABAQUS有限元软件以TC4薄板为例进行数值模拟,获得了TC4薄板的瞬态温度场和残余应力场的分布规律。结果表明在TC4薄板焊缝周围存在较大的残余应力,尤其在焊件内部存在的拉伸应力状态。本文为激光焊接工艺的改进和发展提供了技术指导与参考。     

中厚板CO2多层多道焊对接接头焊接残余应力及其分布

阐述了焊接残余应力场数值分析的理论基础,确定了计算模型,并采用有限元数值方法模拟计算了CO2多层多道焊对接接头焊接残余应力的大小及其分布。算例结果表明,模拟结果与试验测试结果基本吻合,证明本文方法正确且有效。     

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。     

黄甲堡井田古构造应力场的恢复与研究

通过大量的地表及井下节理测量资料,借助计算机极密统计方法,对控制该矿地质构造的古构造应力场做了较全面的分析与研究,首次恢复了该矿自中生代以来的3期构造应力场,并在此基础上,详细分析了该矿各类构造的形成机制。研究结论对该矿及邻矿未开拓区的矿井构造预测有重要的指导意义,对轩岗矿区区域应力场演变史的研究也有一定参考价值。     

一种新的焊接残余应力测量方法

应用数字散斑相关方法对平板板边堆焊焊接头残余应力进行了测量,探讨了该方法测量焊接残余应力的可行性。试验表明,数字散斑相关方法测量焊接残余应力是可行的,其应变测量灵敏度与图象处理系统的象数分辨率有关。采用高分辨率的图象处理系统,可望实现焊接接头残余应力的精确测量。     

焊接温度场与应力场的研究历史与发展

本文主要讲述了有关焊接温度场与应力场的研究历史与发展。     

气动冲击对顶板-U肋焊接残余应力的影响

为研究气动冲击技术对钢桥面板焊接结构残余应力场的影响,建立气动冲击处理顶板-U肋焊接有限元模型.首先对顶板-U肋焊接进行模拟,得到顶板-U肋焊接残余应力场的分布.焊接结果表明:顶板-U肋连接焊缝区域存在较大的残余应力,焊趾及焊根中部位置处存在较大的横向拉应力.在此基础上,建立气动冲击处理焊缝的动力学模型,研究冲击速度、角度和冲击头大小对焊趾附近横向应力的影响.气动冲击结果表明:气动冲击可以将焊缝处的残余拉应力转为残余压应力,形成半椭球形的压应力区,并通过试验对模型进行了验证.冲击参数中,冲击速度和冲击头尺寸对横向应力的影响较大,冲击速度及冲击头尺寸的增大,能提高压应力值大小及压应力区的范围.     

抚顺煤田构造形迹分析

本文主要通过抚顺煤田现存的构造形迹调查,并运用赤平投影方法,分别鉴定了它们的力学性质及应力状态,进而筛分了它们的隶复合关系.结合现场地应力测量确定了该煤田形成以来存在着三期构造应力场,并初步阐述构造应力场演化历史.最后,本文指出该煤田构造发育特点及与冲击地压的关系.     

CLAM钢TIG焊接头温度场和应力场数值模拟

运用ANSYS的热-结构耦合技术,采用APDL参数化语言及生死单元技术,以双椭球热源作为内热源,对CLAM钢TIG焊对接单层焊和单面双层焊的温度场进行了数值模拟.在不考虑焊接温度场对材料相变影响,而仅考虑对残余应力场影响的条件下,以温度场的计算数据为依据进行应力场的计算,并将应力场的模拟结果与试验结果进行比较.分析结果...     

蒸汽发生器安全端焊接接头应力强度因子计算

推导含初始应力场的扩展有限元(XFEM)弱形式,并应用到焊接导致的残余应力场下裂纹问题数值模拟中。采用互作用积分策略以获得更精确的计算应力强度因子(SIF)。在此基础上,分析蒸汽发生器(SG)安全端异种金属接头在焊接残余应力场下SIF随裂纹深度的变化情况。研究发现,随着焊接接头内侧裂纹的不断深入,SIF先增大、后减小,这表明材料对裂纹扩展的抗力是先增大、后减小的过程。初始应力场施加方法利用了XFEM在模拟裂纹扩展上的优势,避免了网格更新导致的重复计算。     

脉冲激光焊接温度场的红外热成像法测量

温度场是影响焊缝微观组织和力学性能的关键因素,传统的温度场测量方法响应时间长、测量精度差,为了解决这一问题采用非接触式的红外热成像法进行殷瓦钢激光焊接温度场的测量。利用测量的温度场数据计算焊接温度梯度和焊后冷却速率,分析激光焊接的温度场分布特点。学生通过实验操作了解并基本掌握了激光焊接和红外测温方法,同时锻炼了实验数据处理及分析的能力,为提高科研能力、解决科研问题提供基础。     

焊接质量控制因子预测及咨询系统的建立

低合金高强钢的焊接冷裂纹问题是影响焊接质量的重要因素。本文采用Ｔｕｒｂｏ Ｃ语言，建立了焊接质量控制因子－应力场因子、硬化因子、氢扩散因子、临界冷却时间因子以及拘束应力因子的预测及咨询系统。该系统能够迅速准确地对低合金高强钢在各种焊接条件下的焊后情况从宏观和微观两方面给出预测与咨询结果，从而有效地控制焊接质量。