柴油发电机组凸轮轴变形断裂失效有限元分析

凸轮轴是柴油发电机组的重要零件,其加工工艺过程复杂,由于热处理后常存在残余应力进而导致残余变形。为了减小残余变形通常采用反向压弯校直,而不当的反弯位移和支点常会导致凸轮轴出现裂纹和断裂。针对某型柴油发电机组的凸轮轴加工过程中校直断裂失效情况,将热处理和校直从热应力的角度视作耦合系统。运用有限元分析方法以热残余应力应变作为关键,对热处理—校直的单向耦合过程进行分析,得到断裂区域及附近的应力和应变随时间的变化曲线。将仿真结果与凸轮轴实际变形断裂失效情况进行对比,验证有限元仿真结果正确,并在此基础上提出避免或降低失效的相应措施,从而保证凸轮轴正常工作。     

风电塔筒门框焊接应力变形分析

采用SYSWELD软件对风电塔筒门框焊接的残余应力和变形进行了分析,研究了焊接顺序对门框焊后残余应力和变形的影响。研究结果表明,塔筒门框焊接后的应力水平很高,应力集中主要出现在上部的圆弧段焊缝及附近。对于横向残余应力和纵向残余应力,圆弧段焊缝及附近出现了高水平的拉应力,而直焊缝附近出现高水平的压应力。采用先外侧打底焊再进行内侧填充的顺序引起的应力水平更低。门框焊接引起的变形比较大,筒体在径向和高度方向均有收缩变形。焊接顺序对筒体整体收缩变形的影响不是很大。     

薄壁铝合金搅拌摩擦焊焊接应力变形与控制

搅拌摩擦焊(FSW)焊接残余应力变形表现出与传统熔焊不同的规律,文中研究了薄壁铝合金搅拌摩擦焊残余应力分布规律和焊接变形控制方法,结果表明,纵向残余应力峰值并非出现于焊缝中心,热影响区和热机影响区是残余应力相对较大的区域.基于动态低应力无变形焊接方法,设计开发了一套热沉系统,进行了动态低应力无变形FSW试验.研究表明,动态低应力无变形焊接技术可以有效减小搅拌摩擦焊接头残余应力和变形,接头残余应力分布规律与常规搅拌摩擦焊接头残余应力分布类似,但应力峰值降低50%以上.     

渗碳零件的校直

序言由于加热和快速冷却以及马氏体转变时的体积膨胀,零件的翘曲亦即变形是不可避免的。这种现象对于轴类零件特别不利,因为径向偏摆会引起不平衡、噪音和增大磨损。为保证一定的径向偏摆,零件必须经校直,经济的方法是对轴体进行冷校。工件必须压弯并超过其“弹性极限”即发生塑性变形时才能有足够的校直作用。此时表面会出现很大的应力,因为表层马氏体在塑性交形时的断裂延伸率很小,所以校直渗碳件时会出现一些问题,如校直量不够     

线能量对不锈钢复合板残余应力和变形的影响

利用有限元法,对304不锈钢复合板补焊残余应力进行分析,并用试验进行了验证.在试验验证的基础上,讨论线能量对残余应力的影响.结果表明,最大焊接残余应力出现在热影响区.由于覆材和基材强度的不匹配,在基材和覆材的界面产生了不连续的应力分布,对开裂影响很大.随着线能量增加,变形增加,导致部分残余应力释放,使得残余应力降低.     

客运专线道岔辙叉垫板焊接的有限元分析

考虑材料性能随温度的变化,采用热弹塑性有限元法,对客运专线道岔辙叉垫板的焊接进行了三维数值模拟,分析了焊接温度场、残余应力分布及残余变形.结果表明:辙叉角焊缝纵向残余应力为拉应力,横向残余应力为压应力,最大等效残余应力出现在焊缝末端.辙叉的焊接残余变形随焊接热输入的增大而增大.采用刚性固定法能明显减小辙叉的焊接残余变形.     

晶粒度对GH4169合金机匣力学性能及加工变形的影响

通过对粗晶及细晶控制的两类GH4169合金高压涡轮外机匣的组织、力学性能、残余应力、加工变形等对比研究,探讨了晶粒度对零件力学性能、残余应力分布及加工变形的影响。结果表明,适当的粗晶控制,GH4169合金可获得足够的强度及塑性,力学性能不会明显衰减;粗晶有利于降低机匣锻件残余应力,促进残余应力的均匀分布,改善零件的加工变形。     

锆合金薄壁管三点弯校直中的截面扁化

锆合金薄壁管类零件是核电站中重要零件,校直中会出现截面扁化现象。应用弹塑性原理研究锆合金薄壁管校直变形中的应力和应变,在设定平面位移函数为三角级数条件下,建立了锆合金薄壁管类零件扁化率计算公式,对直径72mm、壁厚2mm、支点距离600mm的锆合金管进行校直实验,在11000N载荷下截面发生扁化变形,结果表明,截面扁化率计算公式对锆合金管校直有一定指导意义。     

应力应变、疲劳与脆断、断裂力学

20093070搅拌摩擦焊应力变形有限元模拟的研究进展/鄢东洋…//焊接.-2009(1):19~24,40搅拌摩擦焊因其独有的特点而被广泛应用于铝合金的焊接,虽然焊后残余应力和变形比普通熔化焊小,但它同样是一个不均匀的热过程,焊后残余应力和变形不可避免,而且部分试验已经显示出其残余应力和变形对结构尺寸精度和使用性能有显著影响,因此针对搅拌摩擦焊残余应力和变形的研究有重要的现实意义。除了实际的焊接和测量试验外,数值模拟技术是目前研究搅拌摩擦焊残余应力和变形的重要手段,也取得了很多可喜的研究结果。从焊接热载荷、搅拌头力作用、母材性能参数和卡具作用等方面较为详尽地总结了搅拌摩擦焊残余应力和变形数值模拟的研究进展和未来发展方向。图6参4120093071薄壁铝合金搅拌摩擦焊焊接应力变形与控制/李光…//焊接.-2009(1):29~32搅拌摩擦焊(FSW)焊接残余应力变形表现出与传统熔焊不同的规律,研究了薄壁铝合金搅拌摩擦焊残余应力分布规律和焊接变形控制方法,结果表明,纵向残余应力峰值并非出现于焊缝中心,热影响区和热机影响区是残余应力相对较大的区域。基于动态低应力无变形焊接方法,设计开发了一套热沉系统,进行了动态低...     

初始残余应力对铝合金T形构件加工变形的影响

铝合金T形构件广泛应用于航空领域,坯件内初始残余应力导致的T形构件加工变形状态决定其使用性能和服役寿命。通过有限元法建立T形构件的三维切削加工有限元模型,研究坯件内部初始残余应力对T形构件加工变形的影响,并通过铣削加工实验对仿真结果进行验证。结果表明:坯件内初始残余应力引起T形构件的变形主要表现为T形构件底部的曲翘变形,且沿着底部四个角的延伸方向,变形逐渐增大,且这一变化规律不受T形件侧壁厚的影响;壁厚较薄的T形构件底部的变形主要由坯件底部保留区内的初始残余应力决定,坯件其它区域的初始残余应力对变形的贡献极小;坯件底部保留区内不同分布状态的初始残余应力会使壁厚较薄的T形构件产生不同的变形状态。