盲孔法测量焊接残余应力应变释放系数的有限元分析

为探讨简单易行的盲孔法测量焊接残余应力应变释放系数A、B的标定方法，根据盲孔法测量残余应力时应变释放系数A、B试验标定原理和强度理论，建立三维有限元模型，分别对盲孔法测量92lA钢焊接残余应力应变释放系数进行有限元标定和孔边应力集中有限元塑性修正．并由此得出应变释放系数随孔深与孔径比值的关系式和应变释放系数随形状改变比能参量S变化的塑性修正公式；将有限元标定结果与试验标定结果、通孔应变释放系数理论解进行比较，结果表明，有限元标定结果与试验结果、通孔应变释放系数理论值有较好的一致性，经塑性修正，计算结果与试验测量结果的偏差大大减小，建立适当有限元模型，用有限元法标定释放系数和进行孔边塑性变形修正是可行的。     

用小孔释放法测量焊接高残余应力时孔边塑性变形对测量精度的影响及修正方法

研究了用小孔释放法测量焊接残余应力时孔边的塑性变形对测量精度的影响。根据弹塑性理论分析了孔边屈服的条件，并据此得到了孔边屈服后应变释放系数的修正公式，使小孔释放法测量焊接残余应力的精度得到提高，并且扩大了应力值的测量范围。对平板对接埋弧焊焊接接头残余应力的实测表明，修正后的残余应力分布更趋于合理。     

LY12铝合金薄板焊接残余应力测试分析

采用切条法和有限元计算,完成了对LY12铝合金薄板焊件焊接残余应力的测试和数值分析,测得的纵向焊接残余应力数值与有限元计算的结果吻合良好,研究结果表明,分析得到的残余应力分布,对LY12铝合金薄板在焊后服役过程中承受的应力状态分析提供了基础理论依据,有着实际的意义。     

用小孔释放法测量焊接高残余应力时孔边塑性变形对测量精度的影响及修...

研究了用小孔释放法测量焊接残余应力时孔边的塑性变形对测量精度的影响。根据弹塑性理论分析了孔边屈服的条件，并据此得到了孔边屈服后应变释放系数的修正公式，使小孔释放法测量焊接残余力的精度得到提高，并且扩大了应力值的测量范围。对平板对接埋弧焊焊接接头残余应力的实测表明，修正后的残余应力分布更趋于合理。     

小孔法测量残余应力时孔边塑性应变的有限元分析及修正

小孔法测量高残余应力时,小孔周围材料接近于屈服状态,由于产生塑性变形而引入塑性附加应变,使得测量结果产生很大的误差。研究了应变释放系数与主应力之间的双轴比、主应力方向与应变花方向夹角以及应力水平之间的关系,通过有限元数值试验的方法对应变释放系数进行标定,使其包含有塑性附加应变的影响,并利用标定后的应变释放系数对焊接残余应力测量结果进行了修正,得到了较好的结果。     

残余应力应变释放系数的有限元分析

通过建立16Mn残余应力盲孔法有限元分析模型,模拟出孔边应力、应变的变化情况.揭示了残余应力引起的孔边应力、应变变化情况与应变释放系数A、B值之间的关系,并用孔边应力、应变的有限元运算结果计算出A、B值.通过应变计中点应变法、应变计中点应力法和平均应变法三种方法去标定和修正应变释放系数,通过对三种方法的比较表明,三种方法的计算结果与实验结果相符.且计算精度较高.证实了残余应力有限元模拟的准确性和A、B值标定和修正方法的多样性.     

7075T651铝合金板材内部初始残余应力分布研究

针对材料内部残余应力分布的传统剥层测量方法,对底部贴片的剥层法进行改进,通过测量底部释放的应变,结合有限元方法模拟残余应力释放过程中得到的各剥除层的应变释放系数,计算出了剥除层释放的残余应力。运用弹性力学理论推导得到了材料内部初始残余应力的修正公式。随后基于两种方法对典型7075T651航空铝合金预拉伸板的内部残余应力进行了测量,并对测量结果进行了分析和比较。结果表明,改进法能够有效评估材料内部初始残余应力分布规律,但是在个别深度处测量精度有待进一步提高。     

环芯法测定残余应力适用范围的拓展

传统的采用环芯法测定残余应力公式中的应变释放系数公式是通过数值标定或试验标定得到的,而且现有标准中释放系数的确定只是针对特定泊松比的材料。为了拓展环芯法测定残余应力的适用范围,采用理论分析及有限元模拟的方法评估了不同材料的泊松比对释放系数的影响,建立了标定应变释放系数的有限元模型及其释放系数与泊松比、槽深的函数关系。结果表明:泊松比偏离0.3较大时,传统环芯残余应力测定方法会有明显的误差,而此误差本质上是系统误差;得到了考虑泊松比的残余应力修正公式,并用试验验证了该公式的正确性;修正公式不受泊松比的限制。     

超声波消除铝合金焊接件残余应力的机理研究

介绍了残余应力的产生、影响及铸统消除焊接残余应力的方法和原理,并从宏观（应力应变）和微观（位错理论）两个方面阐述了利用超声波消除焊接残余应力的机理;利用盲孔法对铝合金焊接板残余应力消除前后进行了测量,其消除效果可达到38．7％,并采用金相分析的方法对焊缝组织进行了位错分析,证明经过超声处理后在焊缝组织中晶体产生位错滑移并细化了晶粒达到应力释放的目的,从而进一步证实了该方法的有效性.     

基于分段冷压法7050大型铝合金锻件残余应力的消减

采用分段冷压法对7050大型铝合金锻件的淬火残余应力进行消减,通过Deform-3D有限元软件模拟了分段冷压前后锻件残余应力的大小和分布,并采用盲孔法对分段冷压前后锻件的残余应力进行测试。结果表明:分段冷压使铝合金锻件的残余应力得到大幅度消减,实测得到的残余应力均小于130 MPa,消减幅度达到70.3%~97.4%,且非搭接区域残余应力的消减效果比搭接区域的好,模拟结果与测试结果相吻合。     

基于电磁超声的焊接残余应力测量研究

基于超声波声弹性理论,针对钢板对接焊接残余应力无损测量问题,提出了采用电磁超声法开展焊接残余应力实测研究。通过拉伸标定试验测得焊接接头不同区域的声弹性系数与各向异性参数,并结合钢板实测声速值获得了不同部位的焊接残余应力;其结果与基于塑性修正的盲孔法实测值进行了验证比较。结果表明,电磁超声法可以有效地测量钢板焊接接头残余应力的分布状态。     

盲孔法测定焊接残余应力应变释放系数的模糊数学分析

在分析一些引起盲孔法检测焊接残余应力测量误差的不确定因素的基础上,引入模糊数学方法对应变释放系数进行评价.在允许常规模型中的有关参数在一定范围内变动、用隶属函数表示其取值分布情况的前提下,建立应变释放系数的模糊数学模型.将应变释放系数评价模型中的有关参数考虑为正态分布模糊数,利用水平截集概念转化为普通集问题进行求解.以921A钢板焊接的残余应力测量为例,计算出不同置信水平的应变释放系数A和B的数值.结果表明,基于模糊集的应变释放系数评价模型能适当屏蔽一些不确定因素,更准确地反映实际情况.     

盲孔法测定Ti700SR钛合金焊接件残余应力实验研究

本文采用盲孔法对Ti700SR材质测试件进行铸态、焊接态、退火态残余应力进行测定，分析在特定焊接工艺下进行3种温度热处理后残余应力消除情况，为制定合理的热处理方案提供了可靠数据。研究表明，焊接态试验件中残余应力相较铸态升高了300%左右，经高于700℃热处理后应力得到释放，且低于铸态下的残余应力。结果显示，采用700℃、1h退火工艺就可以有效地消除焊接残余应力。     

只需贴片、打孔，无需人工计算，残余应力测量的新一代产品

YC-Ⅲ型应力测量仪 功能：1．可用于盲孔法和环芯法两种方法的残余应力测量2．显示释放应变数据和残余应力值3．对计算公式中的各个系数进行显示和修改     

Q890D高强钢中厚板焊接接头残余应力的有限元模拟

对厚度为8mm的Q890D高强钢中厚板对接焊接接头中的残余应力进行了有限元模拟,重点分析了接头中残余应力的分布和大小,并采用X射线衍射法和盲孔法进行了试验验证。结果表明:焊接接头中的纵向残余应力在起、收弧位置表现为压应力,中间部分表现为拉应力,拉应力的峰值为823.4MPa;随着距焊缝距离增大,横向残余应力逐渐减小,且表现为拉应力;模拟结果与X射线衍射法的测试结果吻合得较好,误差为17.4%,证明了有限元模型的准确性。     

垫板导热能力对钛合金薄板焊接残余应力的影响

针对钛合金TC4薄板钨极氩弧焊(GTAW)分别在试件背面衬以铜垫板与覆盖石棉的垫板两种情况下所焊的对接试件,采用切条应力释放法测量了其中纵向残余应力和纵向残余塑性应变的分布,比较研究了不同导热能力的垫板对钛合金薄板焊接残余应力及纵向残余塑性应变的影响。测量结果表明:钛合金GTAW焊接过程中垫板不仅提供了对焊缝背面的保护,也影响了焊接纵向残余应力与纵向残余塑性应变的分布与大小。不同导热能力的垫板控制应力与变形的效果不同。铜垫板控制应力与变形的效果好于覆盖石棉的垫板。     

P92钢锅炉管道焊接组织分析与残余应力模拟

对P92钢管道进行了多层多道焊接试验,采用X射线衍射法测量焊接残余应力,并对焊接接头进行金相组织分析和硬度测试。基于SYSWELD软件开发并优化了P92钢相变耦合焊接模型,并考虑马氏体相变的Satoh试验和P92钢管道多层多道焊接模拟。焊接试验结果表明,焊缝为淬火马氏体组织、硬度较高,母材为回火马氏体组织、硬度较低,热影响区为混合组织、硬度呈下降趋势。有限元模拟结果表明,模拟所得残余应力分布与实测值吻合,证明了焊接模型的准确性。残余应力的分布与演变过程表明,马氏体相变引起的体积应变与塑性应变对残余应力的形成过程和分布影响显著,且马氏体相变效应在当前焊道作用最为明显,前道焊道的压应力会被后续的热源载荷消除。     

薄板氩弧点焊应力应变过程的数值分析（之二）——钛合金焊接应力应变规律的特点

本论文对轴对称二维状态下的焊接应力应变过程的数值分析程序进行了相应的修正,计算分析了钛合金氩弧点焊应力应变过程并与铝合金、不锈钢计算结果进行了比较,揭示了钛合金焊接热弹塑性应力应变过程所特有的规律。用所发展的焊接热应变云纹测试技术对数值分析程序的计算结果进行了校验,在瞬态及残余状态下计算与测试结果均吻合较好,这表明数值分析程序较真实地反映了点焊应力应变实际过程。     

发动机缸盖残余应力的测量及分析

采用盲孔法测量3组发动机铝合金缸盖裂纹附近和敏感部位的残余应力情况,分析缸盖内的残余应力对其裂纹产生的具体影响。考虑到缸盖的复杂结构特点和选择的测点位置,测试选用钻铣床钻盲孔和铣断通油管及其侧板,并在钻盲孔释放残余应力和铣削过程中通过30通道应变仪DRA-30A记录测点的应变时域曲线。对测试结果的分析和研究表明:通油管部分的残余应力以压应力为主,下缸体的上表面以拉应力为主,这种上压下拉的残余应力分布情况是缸盖内产生裂纹的主要原因;测点4处产生裂纹的可能性较大,测点7处通油管对下缸体的局部拉伸作用最为明显;B90组结构设计和加工工艺在3组试样中最为合理。据此测试结果和研究结论改进产品的结构和工艺后,该种缸盖满足设计要求。     

钛合金薄板激光焊接和TIG焊接残余应力数值模拟

基于有限元分析软件ANSYS，以激光焊接和TIG焊接温度场模拟为基础，对钛合金薄板的焊接残余应力进行了数值模拟，并分析了不同焊接工艺参数对激光焊接和TIG焊接残余应力分布的影响。数值模拟中考虑了材料参数的温度相关性，并与小孔释放法测试的焊接残余应力进行比较，结果表明：计算结果和测试结果吻合较好。