焊接残余应力的影响及测试

金属结构焊接后,其内部会产生残余应力,残余应力对焊接件结构的强度及使用性能都会产生影响,因此了解残余应力的特点,掌握残余应力测试方法具有重要意思。介绍了焊接残余应力的特点及盲孔测试残余应力法的原理,分析了影响测量结果的因素,还介绍了残余应力的其他测量技术。     

环氧树脂/酸酐绝缘材料固化体系残余应力影响因素研究

残余应力是制约环氧树脂/酸酐绝缘材料及其浇注绝缘件性能进一步提升的关键因素之一。本文针对酸酐固化环氧树脂绝缘材料体系的内部残余应力展开研究,制备了环氧树脂/酸酐绝缘材料样品,采用电测法测量固化产物的残余应力,分析比较固化物不同部位的残余应力差异,研究冷却方式、环氧值、Al2O3颗粒对残余应力的影响。结果表明:样品内部越接近固化物中心,残余应力越大;冷却介质热导率越高,降温速度越快,残余应力越大;固体环氧树脂固化体系的内部残余应力比液体环氧树脂的更低;微米Al2O3颗粒添加量在300份以下时,残余应力随添加量的增加而减小。     

渗碳淬硬层残余应力试样制作过程对测试效果的影响

以3种渗碳淬硬层深度不同的20CrMnMo齿轮钢为研究对象,采用电化学剥层技术,借助X-350A型X射线应力仪,测量各试样表层残余应力及其分布。对试样切割前后的残余应力进行比较。实验结果表明:渗碳淬硬层最大残余压应力出现在距表面一定距离处,在一定深度范围内,残余应力变化不明显。由于失去与原有相邻材料的约束作用,小试块切割的边缘处残余应力减小,甚至由残余压应力转变为残余拉应力。     

汽轮机焊接转子残余应力模拟及其对疲劳寿命的影响

焊接转子是核电汽轮机低压转子的必然选择,而焊接导致的残余应力可能影响转子的疲劳寿命。文中考虑焊接过程的马氏体相变,采用有限元方法,分析了汽轮机焊接转子窄间隙埋弧焊接头的残余应力分布及其对局部疲劳寿命的影响,得到了与实测残余应力相吻合的结果。研究发现:焊缝部位内、外表面的轴向残余应力均为压应力,且环向残余应力高于轴向应力。与无残余应力情况相比,焊接接头热影响区内外表面的高周、低周疲劳寿命都有不同程度的降低。且在此区域内,焊接残余应力增大疲劳裂纹扩展驱动力。     

焊接残余应力及其现场测试

针对焊接残余应力,从焊接残余应力的基本概念出发,提出了焊接残余应力的现场测试方法及应采取的一些措施。     

残余应力测量技术的研究状况

说明了残余应力测量技术在工程领域中的重要意义,描述了残余应力测量方法的研究状况,介绍了目前残余应力的测量方法,例如钻孔法、X射线法、中子法。其中,压痕法是一种能无损地测量残余应力的新方法,提出借助于理论分析和有限元方法研究压痕法中有关测量参数,以便能方便、准确地获得构件中的残余应力。     

残余应力影响下的圆锥压入问题

利用有限元分析了材料在压痕过程中各变量,并计算了硬度HRC值,与在硬度试验中所测HRC值吻合,证实了有限元分析的正确性;在此基础上,分析了试件具有残余应力时的压入响应问题,研究了残余应力对圆锥压入响应的影响,探讨了压痕法测试残余应力所存在的问题。研究结果表明：残余拉、压应力以不同程度影响压入响应,压应力使圆锥压头处出现隆起量,而拉应力使其出现下沉量,该表现用于直观法预测残余应力;拉应力使压痕处塑性区域增加,压应力使塑性区域减少,在压痕法测量残余应力时,由于塑性区域事先的未知性而影响应变测试位置的确定,从而影响测量残余应力的准确性。     

水轮机转轮残余应力测试装置研制

本文对现有盲孔法残余应力测试装置存在的问题进行了系统地分析,提出并设计了一套全新结构的盲孔法残余应力测试装置.该残余应力测试装置解决了水轮机转轮使用盲孔法测残余应力时存在盲区的问题.使用该套装置后比改进前的工作效率提高了三倍.     

振动时效在防爆电机机壳上的应用研究

振动时效是近年来在国内外兴起的一种节约能源的先进的时效方法。振动时效就是在激振设备同期性激振力作用下，使构件内残余应力叠加，超出材料屈服极限时，产生微小塑性变形，使构件内残余应力降低或均化，从而提高了构件尺寸精度的稳定性。国外称其为“V．S．R”技术。我厂近来开始对振动消除防爆机壳残余应力进行了研究，并已成功地应用在H560以上防爆机壳上，取得了较明显的技术经济效果。一、V．S．R．工艺对防爆机壳残余应力的影响残余应力可分为宏观残余应力和微观残余应力。焊接防爆机壳宏观残余应力主要是因为不均匀热加工（气…     

混流式转轮焊接残余应力的试验研究

焊接残余应力对水电机组水轮机转轮的疲劳特性以及运行的稳定性和安全性有着重要影响。介绍了钻孔法对某大型水轮机转轮进行残余应力试验研究情况，并对退火前后残余应力进行比较。     

水轮机转轮焊接接头残余应力分布研究

本文通过对焊接试板及真机转轮的残余应力测试,研究了水轮机转轮焊接接头残余应力分布规律,通过热处理前后的焊接残余应力的对比,对采用HS13-5和HS367两种焊接材料焊接转轮的焊后热处理效果进行了评价。     

激光冲击“残余应力洞”的参数敏感性分析及其抑制方法

为研究激光冲击材料表面的"残余应力洞"现象,利用ABAQUS有限元软件,数值模拟了圆形高斯光斑的激光冲击强化。阐述了激光冲击"残余应力洞"的残余应力分布特点,讨论了不同激光冲击参数对"残余应力洞"的影响规律。提出增大光斑搭接率和利用光学透镜二元光学衍射方法形成能量均匀方光斑等2种抑制方法,并对其抑制效果进行对比分析。结果表明:冲击波峰值压力、冲击波持续时间的增加会加剧"残余应力洞",而光斑大小和冲击波上升时间的增大则效果相反;二元光学衍射方法相比增大光斑搭接率,表面残余压应力数值虽发生一定程度地降低,但残余应力场分布具有更好的均匀性,且在实际构件强化处理中具有低搭接率的工艺优势。     

T91/12Cr1MoV异质接头焊接残余应力模拟与分析

T91/12Cr1MoV异质接头广泛应用于热电厂主蒸汽管线。由于母材及焊材金属性能的差异,导致该异质接头中会产生较大的焊接残余应力,常常会引起早期失效。利用有限元软件ABAQUS,采用热力顺次耦合的计算程序,对主蒸汽管中T91/12Cr1MoV异质接头的焊管外表面和熔合线方向的焊接残余应力分布进行了模拟,并分析了焊后热处理对焊接残余应力的影响。结果表明,热处理前,焊接残余应力峰值位于管道外表面焊缝两侧的焊接热影响区,其中,以T91侧热影响区的应力峰值最高。焊后热处理可以有效降低焊接热影响区的残余应力峰值,且对12Cr1MoV侧热影响区残余应力的改善效果明显优于T91侧热影响区。     

混流式水轮机不锈钢转轮叶片应力有限元分析

针对混流式水轮机组不锈钢转轮叶片反复开裂的严重问题,通过ANSYS有限元模拟分析转轮叶片制造过程中产生的焊接残余应力和额定工况运行时叶片的应力分布.仿真计算结果表明,出水边焊缝附近是应力的峰值区域,残余应力和工作应力的综合作用是导致叶片产生疲劳裂纹的根本原因,计算结果为设计、制造阶段焊接残余应力和运行阶段转轮应力测试提...     

35 kV C-GIS环氧树脂外锥套管残余应力检测研究

环氧树脂浇注外锥套管在柜式气体绝缘开关设备中发挥载流导体和高压对地绝缘与支撑的关键作用，但工件内部残余应力与复杂的机械载荷叠加使外锥套管在运行工况下频繁发生开裂、击穿甚至解体等绝缘故障，严重威胁变配电系统安全稳定运行。文中以35 kV柜式开关设备外锥套管为研究对象，对比研究了超声法与钻孔法对其残余应力的检测效果，利用局部放电与抗弯试验验证了残余应力对工件运行可靠性的影响。主要结论如下：基于声弹性效应的残余应力检测方法发现环氧树脂外锥套管残余应力分布在-50～20 MPa。钻孔法检测结果表明外锥套管次表面残余应力分布为-7.5～7.6 MPa，与超声纵波法检测的残余应力检测位点一致，但是受钻孔深度影响，该方法具有一定限制。残余应力的存在使环氧树脂绝缘件机械重载运行后的局部放电量有所增加，使其机械强度大幅下降。因此需要严格控制环氧树脂绝缘件浇注工艺并开发残余应力检测方法。     

考虑残余应力的大型电力变压器绕组短路强度计算与分析

在电力变压器绕组绕制过程中,绕组截面存在部分残余应力,会对绕组抗短路强度产生不利的影响,现有电力变压器绕组短路强度研究没有对该部分应力予以考虑。推导了圆环形绕组绕制过程中产生残余应力的计算模型,以试验变压器为例对内绕组的辐向短路强度进行了仿真计算,考虑了绕制过程中产生残余应力的影响,并采用国家标准中部分强度考核指标进行了对比校验,结果表明绕制过程中产生的应力同时包含压缩和拉伸分量,残余应力对电力变压器抗短路强度有不利的影响,对环形压缩应力影响较小,对辐向翘曲应力影响较大;所提变压器绕组短路强度计算模型能够考虑残余应力的影响,通过对比试验测量值验证了数值计算模型的准确性。     

水轮机转轮异种钢焊接接头组织性能研究

本文对碳钢Q235和不锈钢0Cr13Ni5Mo异种钢焊接接头的机械性能、残余应力和微观组织方面进行研究,掌握了异种钢焊接接头的组织和性能特点,提出了焊接接头残余应力分布规律,确定了去应力热处理工艺与组织和残余应力的关系。     

微米尺度孔径微透镜阵列残余应力测量及分析

微透镜阵列在现代光学领域发挥着重要作用，对阵列器件进行残余应力测量从而评价器件质量，指导优化制造工艺具有切实的研究意义。现有的测量研究多着重于对阵列器件整体进行应力测量，对微透镜单元的应力分布尚未有系统的测量研究。本文基于双折射原理，分别使用光弹系统/偏光显微镜，在宏观/微观尺度对不同基底厚度(0.5 mm/1 mm),不同单元排布方式(相切排布/紧密排布),不同微透镜单元口径(126μm/1 mm)的微透镜阵列器件进行了测量研究，并对器件整体(宏观)应力分布规律和透镜单元(微观)应力分布进行了比对和总结。实验结果表明：微透镜阵列的残余应力分布较为均匀，器件宏观残余应力分布与微观区域残余应力存在较为显著的趋同性；在厚度相同的前提下，排布方式、孔径尺寸对残余应力分布影响较小；当阵列器件厚度由1 mm减小至0.5 mm时，方形孔径微透镜阵列，同一区域残余应力增加约250%;圆形孔径微透镜阵列，同一个测量区域下残余应力增加约150%。相同孔径/排布/区域内的残余应力增幅明显。     

输电塔高强钢管主材残余应力的测试与分析

输电塔的残余应力对它的承载力有重要的影响,有必要测试它的残余应力,并确定它的分布模式。为此,采用盲孔法对截面规格为φ273×6、φ273×8、φ273×10和φ273×12的Q460、Q345和Q235圆钢管的残余应力进行实测分析,得到截面上残余应力的分布及数值大小,并进行分析。     

Q420厚板焊接大规格角钢残余应力峰值及分布

特高压输电杆塔中采用高强度大规格角钢具有良好的经济性,采用钢板焊接的方式能有效解决采购困难的问题。但目前针对焊接大规格角钢承载力的研究较少,对其焊接残余应力的研究更是匮乏。为研究焊接大规格角钢残余应力分布特征,根据现有焊接大规格角钢加工实际情况,采用数值方法分别计算不同屈服强度(fy)的L250、L280、L300肢宽角钢焊接后的温度场、应力场。结果表明:不同屈服强度下焊缝残余拉应力均超过屈服强度,屈服强度较低时残余压应力比(β)更高;残余应力分布于角钢宽厚比(b/t)有关,宽厚比增加后峰值点β减小、更向角钢棱线靠近。给出适用的残余应力分布模型,为进一步研究此此类构件稳定承载力提供参考。