基于模态分析优化大型复杂焊接构件振动时效参数的研究

以大尺寸、高刚度、高性能的压力室为对象,研究了振动时效消除复杂焊接构件残余应力的激振参数优化问题。采用模态分析方法对压力室进行振型测试,并依据压力室固有频率、振型和焊接应力分布,优化了压力室振动时效参数。采用X射线法测定压力室各测点振动时效前后的宏观残余应力。经过两次振动时效,压力室残余应力最大值较振动时效前降低了27.24%,残余应力平均值降低了21.24%,压力室的承载能力和结构稳定性得到了提高。研究表明,基于模态分析优化激振参数的振动时效技术,对降低大型复杂构件焊接残余应力具有良好的效果。     

钻孔法对焊接薄壁钢管纵向残余应力的测定

通过对钻孔法测定焊接钢构件残余应力的试验分析，我们测定了焊接薄壁钢管试件沿圆周的纵向残余应力的分布模式，得出该法测定纵向残余应力是可行的，其残余应力以拉应力为主。     

铝合金构件振动时效工艺的试验研究

对铝合金构件的振动时效工艺进行了研究，对矩形截面的铝合金试件预制了残余应力，并设计了振动时效工艺的试验方案，然后在一定的支承方式下对具有残余应力的铝合金构件进行了激振。实验结果表明，激振之后试件的残余应力数值得到了降低和均化，这对振动时效技术应用于消除铝合金结构中的残余应力提供了试验依据。     

边界元辅助二维焊接残余应力求解的探讨

提出了边界元辅助二维焊接残余应力求解的方法，该方法用构件的边界位移量－焊接变形来求解焊接残余应力，编制了相应的计算程序，通过两个算例，验证了此方法的可行性。     

钻孔法对焊接薄壁钢管纵向残余应力的测定

通过对钻孔法测定焊接钢构件残余应力的试验分析,我们测定了焊接薄壁钢管试件沿圆周的纵向残余应力的分布模式,得出该法测定纵向残余应力是可行的,其残余应力以拉应力为主。     

管线焊接过程中的焊接残余应力及其相关问题研究

焊接是一种运用加热或加压手段、添加或不添加填充材料将构件不可拆卸地连接在一起或在基表面堆敷覆盖层的加工工艺。构件因焊接而产生的内应力称之为焊接应力,按作用时间可分为焊接瞬时应力和焊接残余应力。焊接过程中,某一瞬时的焊接应力称之为焊接瞬时应力,它随着时间而变化。焊后残留在焊件内自身相互平衡分布的焊接应力称之为焊接残余应力。     

屈服刚度法测试焊接残余应力的试验方法

目的为了解决钢结构构件内部残余应力难以测试的问题,确定焊接梁板类构件内部残余应力的分布规律.方法基于屈服及刚度衰减条件,提出了通过试验测定焊接残余应力分布的屈服刚度法.采用该方法以对接焊钢板及焊接工字型梁为对象,进行了纵向焊接残余应力分布的试验测试.结果将试验结果与有限元数值模拟结果进行对比分析,二者吻合较好.屈服刚度法能够很好地确定板类及梁类焊接构件的纵向焊接残余应力分布规律,通过试验确定了带焊缝工字型梁翼缘和腹板的纵向焊接残余应力分布规律.由于单侧施焊,残余应力值较小,与实际情况比较吻合.结论该方法简单、精确,具有很强的工程实用和推广价值,为钢结构设计提供一定的依据.     

基于振动时效工艺的正交异性钢桥面板残余应力调控

为减小正交异性钢桥面板焊接残余应力,同时为检验振动时效工艺在桥梁钢结构应用中的有效性,基于足尺模型,采用振动时效工艺对焊接残余应力进行了调整,并通过盲孔法残余应力测试对时效效果进行了评定。结果表明：正交异性钢桥面板焊缝区的残余应力较大,达到或超过材料的屈服强度;振动时效后,面板焊缝区及焊缝表面的残余应力均降低到屈服强度以下,也更加均匀;应力水平越高,振动时效的效果越好;振动时效后,远离焊缝区的应力有少量的增加,但仍保持在较低的水平;建议将振动时效工艺应用到桥梁钢结构焊接残余应力调整中。     

厚壁球冠结构焊接变形及残余应力数值实验研究

潜艇球面艏端隔壁结构在工程焊接过程中产生的焊接变形及残余应力是关系到潜艇安全的重要指标．为了保证焊接构件的可靠性，准确推断潜艇球面艏端隔壁构件焊接过程中的力学行为，有必要针对厚壁球冠结构的焊接变形及残余应力进行数值实验分析．该文在大型有限元软件ANSYS的基础上，开发了相应的焊接程序，对焊接过程中结构的应力、变形进行了数值模拟；并将模拟结果与相关的理论值及实验值进行对比分析．对比结果表明，数值实验结果与理论结果基本吻合，可以满足工程要求．在此基础上，对厚壁球冠结构的焊接过程进行三维有限元分析，得到了球冠结构焊接时的变形及残余应力的变化规律，为结构的加工工艺提供了可靠的依据．     

高频振动时效的机理与实验研究

针对目前振动时效的研究仅局限于低频激振的现状,研究了高频激振条件下材料内部残余应力的变化规律.采用微观动力学理论,将构件内部材料颗粒间的关系视为多自由度有阻尼振动系统,分析了构件在发生高频共振时残余应力消除的过程;通过低阶模态振型和高阶模态振型的对比分析,研究了高频振动时效在应力均化方面的作用.通过实验验证高频振动时效的可行性,并对比了不同频率激振条件下残余应力的消除和均化结果.结果表明,高频振动时效在消除残余应力及振后构件整体应力均化方面具有较好的效果.     

梁板类构件焊接残余应力测试的试验方法研究

针对焊接梁板类构件内部残余应力分布规律难以确定的问题,基于屈服及刚度衰减条件,提出了一种测定焊接残余应力分布的试验方法.该方法以对接焊钢板及焊接工字型梁为对象,进行了纵向焊接残余应力分布的试验测试研究,并将试验结果与有限元数值模拟结果进行了对比分析,二者吻合较好.研究结果表明,该方法能够很好地确定板类及梁类焊接构件的纵向焊接残余应力分布规律,为钢结构设计提供一定的依据.同时该方法简单、精确,具有很强的工程实用和推广价值.     

厚板焊接残余应力的测试

运用条形切割法 ,对桥梁、建筑等结构设计中常用的厚板焊接箱形杆件等构件的残余应力分布进行实例测试 ,通过对测试数据的分析整理 ,得出厚板焊接箱形杆件和 T形杆件截面纵向残余应力分布情况 ,为进一步总结焊接结构的残余应力分布规律提供了基础 .     

机械振动焊接对残余应力的影响及机理分析

机械振动焊接是在振动调整残余应力技术基础上发展起来的一项焊接新技术。这种焊接新技术 ,不仅能提高焊接质量 ,改善焊接接头金相组织 ,提高接头金属的力学性能 ,而且能省去焊后调整残余应力的工序 ,从而缩短生产周期 ,降低生产成本 ,并将给焊接生产领域带来巨大的经济效益。试验选用压力容器常用钢 1 6MnR作为试验材料 ,采用机械振动焊接钢板与常规埋弧自动焊接钢板对比实验方法 ,通过残余应力测试和测试结果分析研究了机械振动焊接对残余应力的影响。结果表明 ,机械振动焊接可降低焊接残余应力 ;当频率、振幅 (激振力 )选取合适时 ,其降低效果更显著。而机械振动焊接降低残余应力的机理主要是由于机械振动使焊缝及周围的温度梯度减小和振动使晶粒细化、组织分布均匀所致     

机械振动焊接对残余应力的影响及机理分析

机械振动焊接是在振动调整残余应力技术基础上发展起来的一项焊接新技术。这种焊接新技术,不仅能提高焊接质量,改善焊接接头金相组织,提高接头金属的力学性能,而且能省去焊后调整残余应力的工序,从而缩短生产周期,降低生产成本,并将给焊接生产领域带来巨大的经济效益。试验选用压力容器常用钢16MnR作为试验材料,采用机械振动焊接钢板与常规埋弧自动焊接钢板对比实验方法,通过残余应力测试和测试结果分析研究了机械振动焊接对残余应力的影响。结果表明,机械振动焊接可降低焊接残余应力;当频率、振幅（激振力）选取合适时,其降低效果更显著。而机械振动焊接降低残余应力的机理主要是由于机械振动使焊缝及周围的温度梯度减小和振动使晶粒细化、组织分布均匀所致。     

X射线法残余应力测试原理研究

现代石油,化工、航空,航天等行业中,广泛采用金属材料通过焊接工艺来制造各种产品和设备。但在焊接的过程中,由于焊接热源对构件的不均匀加热和冷却以及由此而产生的不均匀塑性流动,使构件在焊后形成了非协调应变或初应变的分布,形成焊接残余应力和构件的焊后变形。石化行业中所用的大型球形压力罐一般是用厚钢板焊接而成,过大的焊接残余应力,会导致设备在应力集中的地方产生应力腐蚀破坏,影响压力容器的安全性。而航空航天行业中由于其对产品的安全性有着特殊的要求,更是要求将产品的焊接残余应力严格控制在一定范围之内。     

边界元辅助焊接残余应力计测的实验验证

借助边界积分方程的离散形式－边界元（ＢＥＭ）技术,建立了一种利用焊接构件的边界位移量－焊接变形的测量值来求解焊接残余应力分布的无损计测方法。并用应力释放法测量二维焊接残余应力的实验,验证了方法的可行性。     

振动时效工艺中残余应力测试方法的探讨

采用四种应力释放方法测定了双道焊板梁在振动处理前后的残余应力值,结果表明,四种方法具有同样的精度。同时阐明了振动时效对降低构件内残余应力具有明显的效果。     

振动时效及其对残余应力的影响综述

残余应力对金属材料的使用性能影响很大，消除构件中的不利残余应力，保持其尺寸的稳定性，提高产品质量，是工业技术中的一项重要课题。本文将就近年来国内外开展的振动时效技术与对残余应力的影响作一个综述，并指出当前的研究所存在的问题。     

三峡水电站引水压力钢管焊接残余应力计算

根据板壳和圆柱壳体理论 ,以及焊接收缩力模型 ,推出圆柱壳体类构件环缝焊接残余应力的计算公式 .用所导出的公式 ,对三峡水电站引水压力钢管环缝焊接残余应力作了计算 ,其计算结果与有关权威资料计算、测试结果吻合 .本计算结果为分析三峡引水压力钢管焊接残余应力的影响 ,以及焊接工艺设计 ,提供了理论参考 .     

振动时效的效果及机理综述

振动时效是继热时效而发展起来的一种新的时效方法,它是在周期性外力作用下促使工件振动、达到调整,均化残余应力,稳定构件加工尺寸和精度等目的的一种工艺。振动时效由于具有设备简单、处理时间短,节省能源,稳定工件尺寸和消除残应力作用显著等特点,近年来了得到了较普遍的应用。目前振动时效在国内应用已有２０余年,但其应用主要在降低高残余应力,调整,均化残余应力,稳定构件加工尺寸等方面。根据近期研究,发现振动时效