焊缝分析在装载机车架结构改进中的应用

公司生产的某型号装载机在用户使用过程中,前车架与动臂铰接孔的贴板焊缝频繁出现开裂问题。在以往车架有限元结构分析中,没有专门针对焊缝结构进行分析,也就无法获知此处焊缝的受力情况。针对此焊缝的开裂问题,对前车架有限元模型进行了必要的修正,经过计算分析找到了焊缝开裂原因。通过对贴板及焊接结构进行改进,成功解决了焊缝开裂问题。     

刚性矿用车车架结构分析与改进

针对刚性矿用车在服役时车架截面突变处或焊接件焊缝搭接处容易发生开裂的问题,应用有限元方法对刚性矿用车车架进行多工况强度评估,根据结果对应力热点进行局部结构改进,以消除应力热点。通过对改进后样车进行矿区应力测试,证明测试结果与计算结果吻合很好。     

基于ANSYS的混凝土泵车副车架结构优化分析

建立长臂架混凝土泵车支腿、底架和副车架的计算模型,并应用有限元软件ANSYS模拟计算7种常见工况下副车架应力云图,确认副车架立柱支承和辅助纵梁焊接位置存在应力集中的问题。根据分析结果新开发一款副车架,并通过分析新型副车架在7种工况下的应力情况,确认新型副车架结构的可靠性。计算结果表明,优化后的副车架所受应力大幅度降低,有效降低了应力集中程度,降低焊缝开裂的风险,可广泛应用于长臂架泵车。     

形状优化技术在装载机车架结构改进中的应用

某型号装载机前车架翻斗缸座支承横梁频繁出现开裂问题。经过有限元分析,发现断裂位置在某种工况下存在明显的应力集中现象。针对车架开裂问题,在Hyper Works软件中建立了破坏位置的形状优化模型;通过形状优化计算,找到了更合理的外形轮廓结构,消除了破坏位置的应力集中问题,大大提高了车架的使用寿命。     

挖掘机减应力焊缝焊接质量控制方法

在挖掘机的焊接结构件中,常用到减应力焊缝的设计。不等边腰高式减应力焊缝多应用在主要受力区或受交变应力区,而端部引出式减应力焊缝则应用在非主要受力区。焊接缺陷、未消除应力是造成减应力焊缝早期开裂的主要原因,且减应力焊缝的开裂主要出现在焊趾、端头根部、焊缝表面以及端头尖点等位置。通过对减应力焊缝早期开裂的原因进行分析,详细阐述减应力焊缝焊接质量的控制方法。生产实践证明,所采用的控制方法可有效防止减应力焊缝早期失效和开裂问题的发生。     

钢桥面板顶板-纵肋双面焊的焊接残余应力分析与统一分布模型

通过有限元软件建立钢桥面板顶板-纵肋双面焊焊接节点模型,对双面焊焊接残余应力进行了数值模拟,得到其残余应力分布图,并分析双面焊焊接残余应力随板件厚度的变化规律.分析结果表明,双面焊横向残余应力在焊缝侧顶板表面的外侧焊缝焊趾处达到最大值250 MPa;纵向残余应力在焊缝侧顶板表面的内侧焊缝焊根处达到最大值445 MPa,...     

正交异性钢桥面板顶板竖向加劲肋焊接接头疲劳性能试验研究

正交异性钢桥面板的疲劳问题是目前研究的主要热点之一。该文针对国内钢桥面板顶板竖向加劲肋焊接接头的构造细节,通过振动型疲劳试验机开展了18个试件的弯曲疲劳试验,研究了普通角焊缝和熔透角焊缝在不同加载应力幅下的疲劳性能,分析了焊接接头的应力集中系数,并与有限元分析结果进行了对比,得到了普通角焊缝和熔透角焊缝焊接接头疲劳寿命大小;同时采用BS5400、JSSC、Eurocode 3以及我国钢结构设计规范（GB 50017—2003）规定的S-N曲线对试验结果的疲劳强度进行了评定。研究表明：钢桥面板竖向加劲肋焊接接头熔透角焊缝的疲劳性能总体上优于普通角焊缝,对我国钢桥面板竖向加劲肋焊接接头的开裂前的疲劳性能建议采用BS5400-F2的S-N曲线（35MPa）进行设计和评价;并且两者焊接接头的应力集中系数约为2.4左右,其中熔透角焊缝受到焊接工艺的影响其应力集中系数较大,须在焊接后对其进行焊趾表面处理,以进一步提高疲劳性能。     

钢桥面板U肋-盖板构造细节（子系统1）疲劳受力行为研究

正交异性钢桥面板受力行为复杂,基于子系统可以更加有效地分析钢桥面板的疲劳受力行为,以钢桥面板子系统1为研究对象,分析轮载作用面积和轮载作用位置对子系统1疲劳受力行为的影响,在此基础上分析了盖板厚度和U肋厚度对U肋-盖板构造细节处3个弯矩的影响。同时基于等效结构应力法,对子系统1的主导疲劳开裂模式进行研究。研究结果表明：轮载作用面积为600 mm×200 mm且轮载作用在U肋间时,子系统1中U肋-盖板构造细节的受力最不利;子系统1以U肋外侧弯矩Mr大于U肋内侧弯矩Ml的情况为主;子系统1焊根开裂模式的主导疲劳开裂模式均为开裂模式Ⅱ,增大盖板厚度能有效降低焊缝焊根开裂的风险;焊趾开裂模式的主导疲劳开裂模式与盖板和U肋厚度有关,增大盖板厚度能减小开裂模式Ⅰ发生的概率,增大U肋厚度能减小开裂模式Ⅲ发生的概率;在焊根和焊趾的主S-N曲线相同的情况下,子系统1的主导开裂模式为焊趾开裂模式。     

基于热点应力法的桥塔耳板焊接节点疲劳分析

目前采用热点应力法评定桥梁焊接构造细节的疲劳强度已越来越广泛.采用热点应力法对3种不同的桥塔耳板锚固结构进行了有限元热点应力计算,比较分析了不同构造形式焊趾的受力,并采用两点线性外推或三点二次外推的方法得到危险点处焊趾热点应力.计算结果表明,采用三点二次外推方法计算出的热点应力比采用两点线性外推方法计算出的结果稍大,疲劳循环次数也相应减少,焊接结构焊趾疲劳评定偏安全应采用三点二次外推方法计算.     

方钢管斜撑焊缝断裂原因分析及加固

某电厂空冷机组生产运行7个月后,空冷岛钢结构平台部分箱形截面斜撑角部焊缝出现开裂现象。经现场调查,发现斜撑开裂部位为半熔透焊并且底部因上部空调水流入存在较多积水,为保证空冷机组生产运行安全,需要对钢支撑焊缝开裂问题进行分析。本文采用有限元软件ABAQUS粘聚力模型,考虑所有因素后对构件在半熔透焊和全熔透焊条件下进行了4种不同工况下的模拟分析,与现场真实调查情况相对比,证实了开裂是由于焊缝未完全焊透及积水结冰共同影响下造成的,在此基础上提出了合理的加固方案。     

基于Fe-safe/Verity的钢桥面板焊缝疲劳寿命分析方法研究

为分析钢桥面板的疲劳性能,基于Fe-safe/Verity采用等效结构应力法进行了焊缝疲劳寿命评估可行性验证。综合Fe-safe/Verity的焊缝疲劳寿命分析功能,给出了钢桥面板焊缝疲劳寿命分析的基本流程,并进行了有限元建模和疲劳寿命的试验验证。结果表明:采用基于Fe-safe/Verity的钢桥面板焊缝疲劳寿命分析方法计算出的疲劳寿命与试验结果接近,说明该方法是可靠的;Fe-safe/Verity模块基于等效结构应力理论,可不受网格尺寸限制自动识别有限元模型中的焊缝构造,高效完成焊趾单元的疲劳寿命计算。     

不同参数组合下纵肋顶板细节疲劳开裂时焊趾关键测点应力变化分析

文章主要内容是对纵肋顶板焊接细节在不同参数组合情况下疲劳开裂对焊趾附近应力下降影响进行分析。纵肋顶板焊接细节是钢桥面板中占比较大的疲劳易损细节,且一旦疲劳开裂对结构影响较大,因此对此焊接细节进行深入的研究具有重大的工程实际意义。通过监测焊趾附近关注测点应力变化可以预测结构裂纹的发展情况,但是不同结构参数组合下变化情况可能存在差异。通过建立纵肋顶板疲劳细节的试件试验的有限元模型,通过提取中心离焊趾5 mm处测点的应力,对比不同参数下焊趾关键测点的应力下降随裂纹扩展的变化规律。通过对比发现,当取不同熔透率时,焊趾关键测点应力下降随裂纹扩展规律基本一致;取相同熔透率时,增加顶板厚度会延缓关键测点应力下降随裂纹扩展的过程。     

ZL30F装载机前车架焊接工艺改进

针对ZL30F装载机前车架焊后变形超差率较高的问题,通过分析前车架的具体结构形式,制定并采用了合理的焊接工艺,使前车架的焊后变形得到了有效控制。     

铸钢节点环形对接焊缝的疲劳寿命估算与细节设计

铸钢节点环形对接焊缝的疲劳问题是铸钢节点疲劳问题的关键,对节点的疲劳寿命起控制作用。为研究铸钢节点环形对接焊缝的疲劳寿命估算方法和细节设计,将热点应力法用在铸钢节点环形对接焊缝的疲劳寿命估算中,并研究节点精细有限元的建模、热点位置、热点应力寿命曲线的选取。以杭州湾跨海大桥海中平台观光塔铸钢节点为例,对环形对接焊缝设计了双边焊、带套筒的单边焊、带垫块的单边焊和不带垫块的单边焊4种焊缝细节,计算等幅波浪载荷下各种焊缝的疲劳寿命,并进行比较分析,可为工程中铸钢节点环形对接焊缝的疲劳强度计算和细节设计提供参考。     

装载机前车架断裂解决方案的研究

采用三维CAD软件Pro／E建立ZL50装载机前车架三维实体模型,运用其两个软件之间的数据接口,在有限元软件ANSYS中对前车架三种典型工况中最恶劣的工况进行有限元分析;利用有限元分析的量化结果,有针对性的快速找出ZL50前车架结构强度存在的问题,并对其进行改进设计,以彻底解决前车架的断裂问题。     

不承载角焊缝节点应力集中系数有限元分析

通过有限元方法对两种不承载角焊缝节点的应力集中系数K_T与焊缝高度h_f、焊趾曲率半径r、附加板厚度t_1/受力板厚度t_2及附加板长度H/受力板长度L之间的关系进行了研究分析,得出了求解两种焊缝节点应力集中系数的近似公式。     

轮式抓木机前车架局部强度分析及结构优化

以某3t轮式装载机改装的抓木机为研究对象,针对其在木材集散市场短期内出现大量前车架局部开裂的问题,利用流程化强度分析方法进行工况模拟、力学计算、有限元分析、疲劳寿命预估等方面的分析,找到问题所在,进而提出了结构优化方案,并进行强度验证。     

基于有限元分析的挖掘机斗杆结构优化改进

以某节能型50T级液压挖掘机斗杆为研究对象,建立有限元模型,在典型工况下对其进行液压系统最大载荷加载有限元分析.分析结果表明超出疲劳强度高应力区域与实际应用开裂区域完全一致,针对相关问题进行结构局部优化改进,彻底解决了此型斗杆相关位置开裂频发的问题,具有较强的工程应用价值.     

50mm厚度16Mn系列钢两次疲劳试验研究的启示

对冶金建筑总院1982年、1993年两次16Mn系列钢疲劳试验研究报告进行了对比分析,利用试验数据研究了原试验目的之外的课题:不同韧性钢材开孔应力集中、不同韧性焊材、K型对接焊缝焊趾角α、拉伸试件带肋断弧及弯曲试件K型对接焊缝对疲劳强度的影响,并对后三个课题提出了修正补充和建议,还对吊车梁焊透的T形焊缝焊角尺寸t_w/2降至t_w/4可行性试验结果进行了解释.本文可供《钢结构设计规范》(GBJ17—88)修订时参考.     

非公路矿用自卸车驾驶室支撑结构优化

车架是汽车的主要承载构件,重型自卸车的各种专用装置和设备都直接或间接地安装在车架上,车架的受力直接影响到整车的安全性.以某型号非公路矿用自卸车驾驶室支撑的开裂问题为研究对象,分析了问题产生的原因,并针对驾驶室支撑的结构特点,提出了四种改进结构.驾驶室支撑的开裂问题主要是由于车架前纵梁与驾驶室支架反复地相对变形引起的.采...