冲压成型过程对焊接空心球节点力学性能影响研究

焊接空心球节点在制作和焊接过程中，会引起壁厚减薄率和焊接残余应力等初始缺陷，从而导致节点的力学性能的明显变化。采用有限元数值模拟方法，研究了焊接空心球节点制作和焊接过程中，壁厚减薄率和焊接残余应力的形成机理，研究了其对焊接空心球节点极限承载力的影响规律，发现壁厚减薄率和焊接残余应力对节点力学性能有较为显著的影响，建议在今后设计时适当考虑。     

焊接钢梁残余应力有限元分析

采用通用有限元软件ANSYS模拟分析焊接工字梁的焊接过程,对焊接残余应力场进行数值模拟并进行有限元分析,从而得到焊接钢梁残余应力的大小及分布规律,以便设计人员在进行相关焊缝设计时对残余应力的大小进行估算,为工程实践应用提供一定的指导。     

不同焊接工况焊接效应对箱板装配式钢结构加劲墙板的影响

通过ABAQUS关联DFLUX热源子程序对Q235B与Q345B钢板进行焊接模拟,并利用超声波检测方法对钢板进行焊接残余应力测试。试验发现：在焊缝热影响区上的纵向残余应力以拉应力为主,在整个焊件上横向残余应力既存在拉应力又存在压应力,且试验结果与模拟结果基本吻合,验证了ABAQUS模拟钢板焊接的可靠性。采用相同模拟方法对加劲钢板墙焊接过程进行模拟并对其焊接残余应力、焊接变形以及抗剪承载力进行分析。结果表明：加劲钢板墙的焊接残余应力与焊接变形主要发生在加劲肋与墙板焊缝处,沿焊缝方向上的残余应力均呈现上下两端小、中间大的特点;间断焊接对加劲钢板墙的高残余应力以及整体残余变形影响明显低于连续焊接;在所有焊接工况中,最小极限抗剪承载力与最大极限抗剪承载力相比下降了6.8%;对比所有工况后发现间断距离较大的焊接工况效果更好。     

大型或复杂钢结构焊接残余应力与变形研究进展

综述了大型或复杂钢结构焊接残余应力与变形的研究进展,给出了材料高温性能、网格自适应技术、并行计算技术、子结构子模型技术及分解算法等焊接钢结构模拟新技术的研究现状,讨论了厚板、节点、整体复杂结构焊接残余应力的研究进展,总结了焊接残余应力的测量方法及应用情况,给出了大型或复杂结构今后的研究方向。结果表明:大型或复杂结构焊接残余应力在数值模拟方法、构件或整体结构性能、测量技术等方面都取得了一定的进展,随着大型复杂钢结构日益增多,研究焊接残余应力和变形问题将对工程结构的设计、施工及结构安全有十分重要的意义。     

某超高层巨型转换桁架焊接残余应力数值模拟应用研究

焊接是钢结构制作和施工过程中最常用的连接技术之一。焊接残余应力会导致结构变形和刚度降低,影响结构安全和施工质量,采用数值模拟方法预测大型钢结构的焊接残余应力对确定焊接工艺以及设计强度校核均具有重要意义。采用串形热源模型,以天津高银117大厦巨型转换桁架为研究对象,研究了转换桁架斜腹杆焊接拼装顺序对转换桁架焊接接头残余应力和转换桁架结构整体焊接残余内力的影响,对确定实际焊接施工顺序和工艺起到了定量指导作用。     

厚板焊接残余应力有限元分析

根据热弹塑应力理论、有限元增量理论,利用大型有限元软件ANSYS对于厚板建立有限元模型,模拟分层焊接过程,查看不同分层过程对厚度方向残余应力分布的影响。研究I形、V形、X形坡口焊接,分析不同坡口形式对焊接残余应力的影响。分析结果表明,厚板分层焊接能降低焊接残余应力,坡口的选择对残余应力有明显影响。为残余应力的理论分析提供参考。     

基于正交试验的动臂焊接工艺参数优化

建立特大型挖掘机动臂的三维焊接有限元分析模型。选择热-结构耦合单元,利用APDL语言编写程序,实现焊接热源的动态加载。运用ANSYS对动臂焊接过程进行数值模拟,并以最大焊接残余应力为指标,选取焊接电流、焊接电压、焊接速度为影响因素,通过正交试验的设计方法,对焊接工艺参数进行优化,最终使得残余应力明显降低。     

焊接残余应力对钢框架梁柱节点抗震性能影响研究

以钢框架梁柱节点为研究对象,利用ABAQUS有限元分析软件"生死单元"功能模拟了瞬态焊接过程,得到了焊接温度场的分布,采用顺序耦合法得到了焊接应力场的分布。在此基础上,针对有、无考虑焊接残余应力的两种有限元模型,分析了焊接残余应力对节点的滞回性能和断裂性能的影响。研究结果表明,焊接残余应力对钢框架梁柱节点的影响明显,在设计和施工时应予以注意并采取相应的防范措施。     

钢桥面板顶板-纵肋双面焊的焊接残余应力分析与统一分布模型

通过有限元软件建立钢桥面板顶板-纵肋双面焊焊接节点模型,对双面焊焊接残余应力进行了数值模拟,得到其残余应力分布图,并分析双面焊焊接残余应力随板件厚度的变化规律。分析结果表明,双面焊横向残余应力在焊缝侧顶板表面的外侧焊缝焊趾处达到最大值250 MPa;纵向残余应力在焊缝侧顶板表面的内侧焊缝焊根处达到最大值445 MPa,已超过材料的屈服强度。横向残余应力在不同板件厚度下差别较大,顶板厚度为12 mm时的横向残余应力比顶板厚度为20 mm时小40%;而纵向残余应力变化不明显。通过分析模拟结果,建立了双面焊焊接残余应力统一分布模型,有助于进一步研究双面焊钢桥面板疲劳性能。     

冷弯厚壁型钢残余应力影响分析

结合现有关于冷弯型钢残余应力的研究成果,用有限元软件模拟分析了在初始缺陷影响下,冷弯厚壁双槽钢柱焊接组合截面构件,在冷弯残余应力单独作用以及焊接残余应力和冷弯残余应力共同作用下的整体稳定性。分析发现:在焊接残余应力和冷弯残余应力共同作用下,厚壁轴心受压构件的整体稳定性能普遍比现有规范的结果低,最大误差达15%。因此在确定该构件稳定承载力时,应考虑焊接残余应力和冷弯残余应力的共同作用。     

玻璃与金属焊接残余应力有限元模型模拟计算分析

为获得焊接接头中的残余应力,该文利用有限元软件ABAQUS模拟了玻璃-金属焊接过程,进一步分析了接头长度、角度及焊接夹具压力对玻璃与金属焊接性能的影响。通过模拟焊接后的残余应力,分析焊接接头微观组织及宏观力学的性能,对玻璃—金属焊接工艺参数进行了优化。     

高温焊接温度场及应力场的数值模拟

建立了高温焊接工艺数值模拟模型,对在不同温度下高温焊接的温度场和焊接残余应力场进行了数值模拟。结果表明:500℃,600℃和700℃温度下高温焊接焊缝中心点上纵向残余应力相对于常温焊接的降低幅度分别为:57.3%,73.1%和81.3%,横向残余应力的降低幅度分别为:17.6%,36.9%和63.8%;高温焊接使得应力场的分布趋于均匀化,温度越高,应力分布也越均匀。     

刍议焊接变形的控制

因为焊接的时候瞬时高度集中的热输入会使工件上的变形与应力出现很大的改变，进而使焊接结构当中出现变形与残余应力，严重影响了结构性能以及制造过程。因此掌握变形和焊接应力的影响、作用以及规律，实施有效地措施消除或者控制变形与焊接残余应力，对运行时的安全评定、选择制造工艺方法、焊接结构完整性的设计都非常重要。     

焊接残余应力对加强型节点力学性能影响研究

以翼缘板加强式和盖板加强式两类加强型节点为研究对象,采用ANSYS结构分析软件"生死单元"功能模拟了瞬态焊接过程,得到焊接残余应力场的分布,在此基础上,针对有、无考虑焊接残余应力的两种有限元模型,分析了残余应力对节点和荷载-位移滞回性能及脆性断裂特性等影响。研究结果表明,焊接残余应力对盖板加强型节点的脆性断裂影响大于翼缘板加强型节点,盖板加强式节点在梁端对接焊缝的边缘容易发生脆性断裂,在设计和施工时应予以注意并采取相应的防范措施。     

焊接应力与损伤对钢框架梁柱节点抗震分析

以钢框架梁柱节点为研究对象,利用ABAQUS有限元软件"单元生死"功能,使用Fortran编辑DFLUX子程序,模拟瞬态焊接过程,得到温度场的分布,采用顺序耦合法,得到焊接应力场的分布。在此基础上,针对有无考虑焊接残余应力以及损伤模型的四种有限元模型,分析焊接残余应力及损伤对节点滞回性能和断裂性能的影响。研究结果表明,焊接残余应力与损伤模型对钢框架梁柱节点影响明显,在设计和施工时应予以注意,并采取相应的防范措施。     

高强度薄壁钢材板-板焊接节点残余应力分布(2):数值模拟

采用连续耦合热应力分析来模拟RQT701高强度薄壁钢材板-板焊接节点的焊接过程及最终残余应力分布。通过与试验结果进行对比,验证了数值模拟的精确度和可靠性。并利用缩尺模型参数研究法,研究主要焊接参数对残余应力的大小和分布的影响。     

冷弯方钢管焊接纵向残余应力分析

为了解冷弯方管的焊接纵向残余应力分布,应用较贴近实际情况的双椭球热源模型,对冷弯方钢管的焊接过程进行数值模拟,通过与实测数据进行对比来验证数值模拟的可行性,并对比不同边长、壁厚,以及热输入条件下的焊接纵向残余应力分布,得出:当其他条件不变时,不同边长方管的焊接纵向残余应力,在焊缝及邻近焊缝部位的分布差距不大,而在距焊缝较远的部位,大边长方管的焊接纵向残余应力要明显大于小边长方管;较薄管壁与较高热能输入的方管更易被焊透,纵向残余应力值更高,分布也更均匀。     

栓焊混合连接狗骨式梁柱钢节点残余应力有限元分析

焊接作为结构连接的一种重要形式被广泛应用于钢结构中.焊接过程中由于温度梯度产生的焊接残余应力,给实际工程安全带来很大的威胁,所以研究钢结构在焊接过程中产生的残余应力是十分必要的.利用有限元数值模拟软件ANSYS建立狗骨式梁柱节点顶底角钢、焊缝、螺栓混合连接的三维有限元模型,模拟梁柱节点焊接的温度场,在热弹塑性理论基础上求解焊接残余应力.结果表明：构件在焊接过程中主要受拉,并且在不同位置的应力各不相同.由于狗骨式节点的存在,削弱了节点对梁部分的约束.在梁上翼缘螺栓上出现焊接残余应力的最大值,在腹板角钢与柱连接的中间螺栓处出现最小值.这与规范中的规定基本相符.     

厚板对接焊缝残余应力有限元分析

本文对钢结构中厚板对接焊缝进行有限元分析,通过模拟焊缝的生成,展示出厚板对接焊缝残余应力的分布特点,为改善焊接工艺,减少焊接残余应力的影响提供依据。     

铝和铝合金钎焊蓝宝石接头的残余热应力有限元分析

为了较为精确地了解陶瓷焊接接头内的残余热应力分布及其在不同条件下的演变规律,以蓝宝石钎焊接头为研究对象,使用有限元方法模拟了其在不同的条件下的残余热应力分布。建立了蓝宝石钎焊接头的有限元模型,考察了使用纯铝和2024铝合金作为焊缝填充金属钎焊蓝宝石的接头残余热应力分布。同时模拟了焊后热处理对2024铝合金钎焊接头的残余热应力的影响。结果表明,纯铝作为填充金属的接头残余应力较小;2024铝合金作为填充金属的接头残余应力较大,热处理后的接头残余应力降低约50%~70%。在所有的情况下,最大的残余应力都出现在焊缝平面的边缘区域而非中心区域。