深冷处理对YG8硬质合金/42CrMo钢钎焊接头残余应力的影响

通过ANSYS仿真软件建立了YG8硬质合金/42CrMo钢钎焊接头的焊接工艺模型和深冷处理工艺模型,分析了接头表面残余应力分布,并与经深冷+回火处理后的焊接接头表面残余应力进行对比。结果表明,深冷处理可使焊接接头42CrMo钢侧形成残余压应力,且深冷温度对残余压应力的影响较深冷次数更明显。最优深冷工艺为-160 ℃深冷3次,且仿真结果与试验测量值相差不大,表明所建立的模型具有一定的可靠性。     

工艺参数对铝合金搅拌摩擦焊变形和残余应力的影响及优化

FSW作为先进固相连接技术,广泛应用于轨道交通车辆生产制造中。文中结合理论与试验研究了FSW工艺参数对6005A-T6铝合金枕梁搅拌摩擦焊接头残余应力与焊接变形的影响,首先建立了枕梁有限元模型,采用顺序热力耦合的方法,计算了不同工况下焊接接头的残余应力与变形,进而开展枕梁结构搅拌摩擦焊试验,采用钻孔法对焊接试件进行了残余应力测试,并对仿真分析和试验检测结果进行了对比分析,然后对仿真结果开展了正交试验、极差分析、回归分析得出残余应力与焊接变形和焊接工艺参数的关系式,最后对所得数学模型进行粒子群优化分析。结果表明,焊接速度一定时,提升一定的主轴转速,低焊速下横向残余应力峰值变化量更大,而高焊速下纵向残余应力、焊接变形峰值变化量更大;主轴转速一定时,提升一定的焊接速度,低主轴转速下横向残余应力、焊接变形峰值变化量更大,而高主轴转速下纵向残余应力峰值变化量更大;采用粒子优化算法所得的最优残余应力与焊接变形组合为残余应力峰值199.9 MPa,焊接变形峰值0.352 mm,对应焊接参数为焊接速度461.6 mm/min,主轴转速300 r/min,其优化效果为6.13%。文中所得结论为枕梁及其类...     

工艺参数对TC4合金航空发动机叶片精锻残余应力的影响

为获悉叶片精锻残余应力的分布情况,利用Simufact. Forming软件对TC4合金航空发动机叶片精锻过程进行了数值模拟研究。通过X射线衍射技术对叶片实体表层残余应力进行了测量,并与数值模拟结果进行对比,验证了有限元模型的合理性。通过设计正交试验优化了叶片精锻工艺,最终得到了最优工艺参数组合及不同工艺参数对叶片精锻残余应力的影响趋势。研究结果表明:航空发动机精锻叶片的残余应力主要集中在表层,当工艺性较差时,叶片前缘头、后缘头附近的高残余应力区域范围较大,开裂的风险系数较高;模具温度对叶片精锻残余应力的影响最大,上模速度、坯料温度、摩擦因子对其影响依次减小;在上模速度为40 mm·s-1、坯料温度为960℃、模具温度为300℃、摩擦因子为0. 1的情况下,可以得到较小的叶片精锻残余应力。     

激光冲击电火花堆焊焊缝表面的有限元模拟

为了探究激光冲击强化对电火花堆焊表面应力状况的影响,采用有限元分析软件ANSYS模拟电火花堆焊焊接过程,计算得出了焊接残余应力场的分布。在此基础上,利用ANSYS/LS-DYNA软件、进行了激光冲击堆焊焊缝表面的有限元模拟。结果显示:焊缝区域、热影响区域和基体残余应力经激光冲击处理都有明显的改善,焊缝区残余拉应力有效减少或消除。模拟结果与实验结果相吻合,这为有限元软件对焊接修复及激光处理工艺参数的优化提供了可靠的依据。     

转子挤压组合凹模的应力分析

组合凹模的应力分析是一个非常复杂的问题，对其进行精确分析是解决模具寿命的关键。采用有限元分析软件ANSYS建立了转子组合凹模的参数化模型，在此基础上进行结构参数的优化设计和应力分析，并与常规优化结果进行比较。比较结果表明，优化结果比常规优化更准确，可为转子组合凹模的优化设计提供依据。     

基于Visual-Weld的汽车钢圈焊接残余应力数值模拟

焊接残余应力是影响钢圈尺寸稳定性的重要因素。本文运用焊接有限元分析软件Visual-Weld,通过建立轴对称的非线性热弹塑性计算模型,对某型号汽车钢圈进行了焊接残余应力数值模拟,获得了焊接温度场及焊接残余应力的分布规律,并利用X-350A射线残余应力测定仪对钢圈试验件进行焊接残余应力检测。结果表明,数值计算值与实测结果基本吻合,从而验证了有限元分析模型的准确性,为后续的模型改进及优化焊接工艺提供了理论依据和参考。     

不同深度堆焊层表面残余应力的有限元分析

基于相同板厚工件的条件,利用有限元模拟软件Marc,综合考虑焊接热源、焊接与冷却时间等影响因素,建立了不同深度堆焊层焊接残余应力的有限元模型。利用盲孔法测量堆焊层中的残余应力值。有限元分析数据与试验的结果均表明焊接残余应力随着焊道深度增加而增加,且两者在趋势上吻合度较好。有限元模拟在提高参数精度的前提下,可指导堆焊残余应力的研究。     

2024铝合金铣削加工表面残余应力仿真研究

为了研究不同的铣削参数对2024铝合金铣削过程中铣削加工表面残余应力的影响,采用有限元仿真与试验验证结合的方法,利用有限元建立2D铣削仿真模型,研究铣削过程中切削表面残余应力随切削参数的变化,并在相同的切削参数下进行铣削试验测量切削表面残余应力,采用正交试验和单因素试验对铣削参数进行优化。结果表明,有限元仿真的结果与试验的结果数据相近,验证了有限元模型的准确性,通过正交试验选出最优的铣削工艺参数为切削速度500m/min、每齿进给量0.05mm/z、铣削宽度10mm、铣削深度0.5mm;在切削2024铝合金时,在不影响生产的条件下,采用较低的切削速度,较低的进给量、铣削深度和铣削宽度,得到的表面残余应力值较小。     

工艺参数与模具参数对大型厚板弯曲件弯曲角度的影响

以8 mm厚Q345板料的弯曲为对象,研究工艺参数与模具参数的变化对板料弯曲成形性能及最终弯曲角的影响。建立厚板弯曲成形有限元仿真计算模型,确定适合板料弯曲成形的有限元数值模拟参数并分析板料弯曲过程中的应力情况以及回弹后的残留应力分布。通过正交试验,对比分析各参数对板料弯曲结果的影响,确定了对板料弯曲中弯曲角度的因素影响由强到弱为上模圆弧半径、上模下压量、下模圆角半径、下模开口。     

高压线夹管杆接头焊接残余应力分析

通过开发DFLUX子程序,在ABAQUS软件中建立了高压线夹管杆接头焊接有限元模型,利用试验数据验证了仿真模型的有效性。对焊接过程进行了模拟研究,得到了焊接温度场和残余应力场。进一步分析了恒定线能量下不同焊接速度与功率组合对温度场和残余应力场的影响规律。研究结果表明:管材侧的温度高于杆材侧的温度,杆材侧的焊缝附近存在很大的轴向、环向拉伸残余应力,径向残余应力可以忽略。线能量不变时,轴向、环向残余应力随焊接速度与功率的增大而增大,适当降低焊接速度和功率,有利于提高接头的使用寿命。     

基于正交试验设计的高温管道焊接工艺优化

P91耐热钢焊接接头广泛用于电厂管道,厚壁管道焊接残余应力分布比较复杂,而焊接接头残余应力的大小对其高温环境下运行的蠕变又有着较大的影响.文中运用正交试验设计方法,以焊接残余应力为评价指标,对P91耐热钢管道焊接的工艺参数进行优化没计,然后采用大型有限元分析软件ABAQUS对最优焊接工艺的焊接残余应力进行数值模拟,获得了P91厚壁管道焊接接头的残余应力分布状况.结果表明,焊接速度对焊接残余应力的影响最为显著,其次电弧电压、焊接电流和坡口间隙等.研究结果为优化高温管道焊接工艺,有效控制焊接残余应力提供了可能.     

基于响应面模型和NSGA-Ⅱ算法的注塑成型工艺优化

以某安全箱箱体为例,将最大缩痕指数和最大翘曲变形作为优化目标,以模具温度、熔体温度、注射速率、保压压力和保压时间为设计变量,通过正交试验设计及有限元模拟,获取试验样本;基于Isight参数优化软件,建立安全箱箱体注塑成型工艺参数与优化目标之间的响应面近似模型;利用非支配排序遗传算法在响应面模型内自主寻优,获取一组安全箱注塑成型的最优工艺参数;根据数值分析结果设计了注塑模具,按最优工艺参数试模,一次性试模成功。结果表明该方法可快速、有效实现注塑成型工艺优化。     

有限元法在钎焊中残余应力的分析及应用

采用有限元方法研究TC4钛合金和YG8硬质合金异种材料的真空钎焊工艺。根据焊接残余应力场传导方程、边界条件、初始条件,利用ANSYS软件实现焊接残余应力场仿真。采用abaqus6.11软件平台,以镍基钎料为例,基于Mises应力应变准则计算出焊后接头残余应力水平,结果表明残余拉应力集中分布于硬质合金一侧,最高值达1328 MPa。据此推测应力裂纹应产生于钎料/硬质合金侧,理论分析与试验结论一致。试验结果表明,采用有限元法对控制真空钎焊过程中焊缝处的裂纹有重要的指导意义。     

核电管道安全端异种金属焊接接头表面堆焊的有限元分析

根据热弹塑性有限元分析原理,建立核电管道异种金属焊接接头表面堆焊修复的有限元模型。应用ANSYS软件模拟某核电厂稳压器安全端接管堆焊修复试验过程,计算分析焊接温度场和应力场及焊接残余应力。结果表明,焊接过程中的不均匀热过程直接引起了复杂的应力状态。焊接过程中,环向应力变化比轴向应力快,环向残余应力比轴向残余应力大。堆焊后,在原管道内表面原焊缝附近形成了压缩残余应力,沿半径方向残余应力由拉应力逐渐向压应力过渡。     

基于ANSYS的U肋角焊缝双丝埋弧焊热应力数值模拟

利用ANSYS软件建立了钢桥正交异性板双丝埋弧焊的有限元模型,并划分网格,加载双椭球移动热源模拟整个焊接过程的动态变化,计算出了焊件的温度场,最后调用温度场结果并使用热-结构耦合功能计算出了焊件的残余应力分布。计算结果表明:热源中心处温度梯度较大,而热源后方温度变化放缓,1500 s左右时焊件冷却至室温。U肋和底板的残余应力分布大致相同,焊缝区的残余应力表现为拉应力且数值较大,峰值超过材料的屈服强度,远离焊缝处逐渐过渡为压应力且最后趋于平缓。数值模拟的结果可以为焊接工艺参数的设计和残余应力分布的研究提供参考。     

U型模具设计及相关参数试验研究

以某三角筋板为研究对象,设计一套该产品的U型模具。采用有限元分析理论知识,在Workbench平台上对产品进行有限分析计算。首先,利用UG软件建立模具初始结构的力学模型并基于Workbench软件进行静力学分析,通过优化后的结果可知,模具承受的最大等效应力和最大变形均满足产品的加载试验要求。通过大量试验结果表明:当凸凹模间隙Z=1.12t时,三角筋板的压制成形效果最好,为后续模具的设计和参数的选择提供了宝贵的经验。     

基于正交试验设计的汽车消声器焊接工艺优化

针对汽车消声器结构的特点,研究了前消总成中催化器总成环焊缝的特点。文中运用正交试验设计方法,以焊接残余应力为评价指标,对催化器总成焊接的工艺参数进行优化设计,然后采用有限元模拟软件Marc对最优焊接工艺的焊接残余应力进行数值模拟,获得了催化器总成焊接环焊缝的残余应力分布情况。结果表明,电弧电压对焊接残余应力影响最为显著,其次为气体输出流量、焊接速度、焊接电流和焊丝直径等。研究结果为优化消声器焊接工艺、有效控制焊接残余应力提供了参考。     

挤出口模的参数化优化

应用有限元分析软件ANSYS中的参数化设计语言APDL,根据L型机头流道参数对挤出口模出口处的速度分布均匀性的影响．以口模出口处型材截面上各区域的平均流速均方差最小为优化目标,建立挤出口模的三维参数化模型,运用ANSYS中的优化工具得出最优结果。     

焊接余高对锥柱耐压结构典型焊接接头残余应力数值的计算影响

锥柱耐压结构属于大型焊接结构,在其焊接部位存在焊接残余应力。焊接完成后,焊缝区域会留有一定的焊接余高,焊接余高对残余应力数值分析结果有着不可忽略的影响,因此有必要针对焊接余高对焊接残余应力的影响进行相关研究。选取高强度钢锥柱耐压结构典型焊接接头试件为研究对象,利用有限元软件ANSYS的APDL语言编写焊接模拟程序,建立考虑焊接余高的有限元模型和不考虑焊接余高的有限元模型,通过比较两种模型计算结果,研究焊接余高对焊接残余应力的影响,并且得到初始焊接残余应力的分布规律;采用X射线无损检测法测量焊缝区表面的残余应力。结果表明:不考虑焊接余高时,数值分析所得应力分布与考虑焊接余高时应力分布存在很大差异,焊接余高对焊接残余应力分布的影响不可忽略。试验的测量结果符合理论和统计结果,与考虑焊接余高时的数值模拟所得结论基本一致。焊接余高的影响对研究焊接残余应力有很重要的意义,并且对后续考虑残余应力影响的疲劳强度计算有着重要的参考价值。     

薄壁锁紧螺母冷镦过程模具磨损分析及参数优化

以某车用薄壁锁紧螺母冷镦过程模具磨损为研究对象,基于Archard理论建立磨损模型,采用DEFORM-3D软件对冷镦过程中磨损较为严重的模芯进行仿真,分析其磨损原因。以降低模芯磨损量为目标选取冲压速度、摩擦系数、模芯圆角和模芯表面硬度等4个重要工艺参数,设计4因素3水平正交试验对参数进行优选,得到最优工艺参数组合。结果表明,冲压速度对模芯磨损影响最为显著,采用优化后工艺参数进行试模,模芯磨损大幅降低,实际生产结果与有限元分析结果一致。