耐热钢厚壁管环焊残余应力的有限元分析

以热-弹塑性理论为基础，建立了厚壁管环焊残余应力的二维轴对称有限元模型，利用ANSYS有限元分析软件，模拟了耐热钢厚壁管环焊对接的应力分布。结果表明，焊缝内表面及其附近处的轴向应力和环向应力均是拉应力，而外表面是压应力，接头处内表面应力水平高于外表面；径向应力数值远低于环向应力和轴向应力；各方向残余应力的最大值均位于距管道外表层一定距离处，其数值大小接近于材料的屈服点应力。     

数值计算模拟工艺参数对管道环焊缝残余应力的影响

以热——弹塑性理论为基础,建立了厚壁管环焊缝残余应力的二维轴对称有限元模型,利用ANSYS有限元程序分析了三种焊接工艺参数对管道环焊缝残余应力的影响,计算中考虑了材料热物理性能参数和力学性能参数的温度相关性.结果表明,管道内表面焊缝和近缝区的轴向和环向残余应力均为拉应力,而管道外表面焊缝和近缝区的轴向残余应力和环向残余应力均为压应力;接头内表面应力水平高于外表面;残余应力的最大值均位于距管道外表面一定距离处,其数值接近于材料的屈服应力;随着焊接热输入的增加,残余应力峰值变化不大,塑性变形区宽度增加.     

换热器管与管板接头焊接残余应力的有限元分析

基于ANSYS平台对换热器伸出管板角接头和平焊接头的焊接残余应力进行数值模拟,获得了焊接接头的残余应力分布.有限元分析结果表明,接管环焊缝的残余应力分布具有局部性的特点,最大等效应力出现在焊根处.本文焊接条件下管接头环焊缝在焊接热影响区位置上径向为压应力,环向为拉应力,这种径向受压,环向受托的应力状态下更容易引起径向裂纹的萌生和扩展.     

外螺纹铜管拉深成形过程的有限元模拟

利用非线性有限元仿真软件MARC,研究了外螺旋凸筋管成形过程的三维弹塑性有限元模拟技术.对外螺纹铜管的拉深成形过程进行了模拟,得到了成形过程中工件内部的应力和应变分布规律.结果表明,拉拔过程中,管料发生轴向延伸,但各部分延伸量不均匀,最大延伸变形发生在筋底中心部分.在周向,整体上管料发生压缩变形,但在筋底部分产生一定的延伸,应变为正;径向发生压缩变形.在定径区及铜管离开定径区后,轴向应力均为拉应力,但沿壁厚分布不均匀;同样,拉拔周向应力沿壁厚方向也呈不均匀分布,出定径区后在筋底区的外表面为负,内表面为正.     

旋轮拉轧工艺试验与有限元仿真

旋轮拉轧工艺成形件的残余应力较大，严重影响其使用寿命。针对此问题，使用ABAQUS/Explicit对旋轮拉轧过程进行有限元分析，采用单因素控制法，以Q235钢为研究对象，建立了旋轮拉轧的有限元数值模型，分析了应力形成过程及其分布规律，并且探究了不同进给比、压下量以及主轴转速对成形件三向残余应力的影响规律。通过试验数据与仿真结果对比，验证了仿真设置的准确性。结果表明：在旋轮拉轧过程中，旋轮与管坯接触处的应力最大，变形区的轴向应力表现为拉应力，切向应力表现为拉应力与压应力交替出现，径向应力表现为压应力；轧后成形件的三向(轴向、切向、径向)残余应力随着进给比、压下量以及主轴转速的增大而增大；仿真结果与试验结果之间的误差小于5%,从而验证了模拟结果的可靠性。     

铝合金CMT电弧增材制造残余应力分析

文中基于热弹塑性力学理论，建立铝合金冷金属过渡(CMT)电弧增材制造筒状形件残余应力三维有限元分析模型。通过Ansys有限元软件对铝合金形件残余应力进行模拟计算，研究其分布特征，并将残余应力的计算结果与试验结果相对比，验证模型准确性。研究结果表明，铝合金CMT电弧增材制造筒状形件整体径向和轴向残余应力较小；而环向残余应力集中在形件下部区域，表现为拉应力，应力峰值约为300 MPa;随着高度的增加，环向拉应力减小为压应力，峰值约为-104 MPa; Von-Mises等效残余应力在形件厚度方向上分布均匀；在高度方向上呈先增大后减小特性；形件底部区域应力较大，峰值约为276 MPa,与材料屈服强度相近。     

身管径向锻造材料流动的仿真分析

身管是火炮、自动武器的重要组成部分。径向锻造是一种新的制造身管的方法,相比传统的身管加工方法,采用径向锻造工艺加工身管不仅节约材料,而且使身管强度得以提高,寿命得以延长。以某身管径向锻造过程为研究对象,用三维建模软件Solid Works建立身管径向锻造的三维模型,借助金属塑性成形有限元软件Deform对身管径向锻造过程进行数值仿真模拟,分析了径向锻造过程中膛线形成时金属的流动情况,并通过试验加以验证,试验结果表明,材料在受到锻压力产生变形时,存在中性面,中性面两侧的金属材料同时存在径向和轴向的变形,与仿真结果相吻合。     

低碳钢管道焊接残余应力有限元分析

利用ＡＤＩＮＡ非线性分析有限元程序,对低碳钢管道环焊缝接头焊接残余应力进行有限元分析。在热弹塑性分析中考虑了材料热物理和力学性能依赖于温度变化。结果表明：在管道接头内表面焊缝中心及近缝区轴向和环向残余应力均为拉应力,随离开焊缝距离的增加,逐渐过渡为压应力。在管道接头外表面焊缝中心处的轴向残余力为压应力,而环向残余应力为拉应力。计算预测值和实侧值基本一致,表明有限元法能够经济而有效地预测管道环焊缝接头的焊接残余应力。     

胀形对2219铝合金环形件淬火残余应力的影响

利用ABAQUS有限元软件对2219铝合金环形件淬火过程及后续胀形过程中径向截面上残余应力的分布进行数值模拟,研究了胀形量对淬火残余应力消减率的影响。结果表明:淬火后环件的径向应力在上下端面呈压应力,在-106 MPa左右,在芯部应力值较小;周向应力和轴向应力均呈外部压应力、芯部拉应力的应力分布状态。胀形对环件的径向应力、周向应力和轴向应力均有显著的消减效果。胀形量在0.25%~4.00%范围内增加时,环形件的残余应力减小,周向应力和轴向应力的消减率都增大并趋于定值,且周向应力消减率的增大速度比轴向应力消减率的增大速度快。当胀形量<3%时,周向应力的消减率大于轴向应力的消减率,当胀形量>3%时,周向应力的消减率略小于轴向应力的消减率;当胀形量>2%时,周向应力和轴向应力的平均消减率>80%,环件的淬火残余应力得到很好的消减。     

成形温度对等井径膨胀套管螺纹接头强度的影响

实现井眼等直径钻井是膨胀管技术的终极目标,而套管之间的螺纹连接处为其膨胀成形过程中最危险的部位,应重点关注。以孪生诱发塑性(TWIP)钢为研究对象,利用有限元软件ABAQUS模拟了不同温度下螺纹接头的膨胀成形过程,分析了成形过程中膨胀力、Mises应力和三向应力的演化情况,并对成形后螺纹接头的残余应力做出了分析。结果表明,随着温度的增加,螺纹接头所需膨胀力逐渐减小;螺纹接头成形过程中径向应力和轴向应力以压应力为主,环向应力以拉应力为主;螺纹接头成形过程中以及成形后,随着温度增加,Mises应力峰值与抗拉强度之差逐渐变小,螺纹接头越容易失效。     

STRESS RELAXATION BEHAVIOUR OF TITANIUM

Studies of stress relaxation were carried out on commercially pure titanium.It was found thatthe stress relaxation behaviour relates closely to the level of deformation.The amount of re-laxed stress σ_R is independent of the amplitude of stress dip in a certain range ofdeformation.However,it depend on the stress level at which stress relaxation begins in a cer-tain relaxation time t_R.Both back(critical)stress σ_c and flow stress σ_o vary with the strainin a similar manner.The effective stress on dislocations σ~* increases with increasing strainunder low strains,but keeps constant under higher strains.     

金属Ti的应力弛豫行为

工业纯Ti多晶体在不同拉伸形变量下的应力弛豫研究表明,应力弛豫行为与形变量有关。应力弛豫量Δσ在一定的应力范围内与应力的递降幅度无关,在固定的弛豫时间t_R内与弛豫开始时的应力水平σ_(ao)有关;反馈(临界)应力σ_c和流变应力σ_o具有相同的变化规律;在小形变范围内,作用在材料内部位错上的有效应力σ~*随形变量的增加而增加,在较大形变范围内基本保持不变。     

材料复杂残余应力的高温松弛行为

介绍了材料表面应力状态的X射线测量方法，研究了低碳钢交叉焊缝残余应力状态及其热松弛行为。结果表明，焊缝表面残余应力状态比较复杂，加热处理不但可有效降低应力幅度，对应力状态也产生一定影响。加热温度及时问是决定应力松弛的关键因素。在加热退火期间，Mises等效残余应力按幂指数方式松弛．并遵循蠕变机制。     

一点的正应力三维图形

过一点的不同平面上的正应力随着平面法向的变化而改变。本文首次给出了一点的应力全量及其应力偏量中的正应力变化的三维图形 ,分析了该图形和应变类型的对应关系     

振动时效在卷筒体焊后消应力中的应用

对卷筒体进行了振动时效处理。在振动时效前后通过对卷筒体进行盲孔法残余应力的对比测量,以及振动过程中对振动动应力的测量,全面、定量地了解振动时效工艺过程的应力状况、残余应力的变化及最终的应力状况。试验结果表明振动时效可以有效的消除卷筒体的残余应力,且不会影响筒体的疲劳寿命。     

精密箱型结构件振动消应力工艺与效果评定

本文基于现场试验，通过对精密箱型结构件应用动应力分析和VSR工艺前后残余应力测量，确定现行VSR工艺的稳定性。     

振动时效技术的研究及发展

对振动时效技术的研究进展进行了综述.回顾了振动时效技术的发展史,重点对其机理、工艺及效果评定技术的研究现状进行了介绍,对它的推广及应用进行了探讨.由于振动时效有着热时效、自然时效不能取代的优点,因此它将成为调整工件残余应力的重要手段.     

残余应力的本质及其调整

残余应力是各种加工工艺产生的一种现象,是能量储存不均匀造成的,是材料内部不均匀塑性变形的结果,其本质是晶格畸变,而晶格畸变很大程度上是由位错引起的。根据等直纯弯曲梁建立了残余应力的力学模型,探讨了残余应力调整的方法。     

RESIDUAL STRESS CONCENTRATION AND ITS EFFECTS ON FATIGUE LIMIT AND SHORT CRACK GROWTH

Residual stress concentration at a notch depends on both notch geometry and yield strength ofthe material.It varies through the depth,and its magnitude may be higher than the theoreticalone.Compressive residual.stress concentration at the notch of shot-peened specimen of softmaterial is easily to he relaxed,with the surface damage during shot-peening results in a mi-nor contribution to the fatigue limit.Compressive residual stress increases the crack closureeffect at the notch and may lead to a non-propagating crack.     

残余应力对液压油缸缸筒承载能力影响的有限元分析

为了获得残余应力对液压油缸缸筒承载能力的影响规律，利用有限元的方法，建立了缸简的力学模型，通过计算获得了缸筒残余应力与载荷之间的关系，分析了残余应力对承载能力的影响。结果表明，残余应力在很大程度上影响着缸筒的承载能力，残余压应力可以抵消一部分载荷产生的应力，从而可以提高缸筒的承载能力，而残余拉应力刚好相反。所以适当的残余应力的存在有助于提高缸筒的承载能力。