大型轧机机架残余应力的测定

二重集团公司整体铸造的GS-20Mn5V大型轧机机架，重约400t。铸件清理时发现裂纹，必须进行焊补和焊后整体消应。为确定焊补工艺和了解机架消应前后残余应力的实际分布状态，找出高应力区的位置，对工艺评定试板和机架在消应前后的残余应力进行了测定，解决了大型铸造轧机机架残余应力测定的难题。     

盲孔法测量镍基合金焊接残余应力测试技术

镍基合金在核电设施的建设中应用广泛,但对其焊后残余应力研究较少.以Inconel 690为主,针对盲孔法测量镍基合金残余应力的影响因素进行研究,确定了Inconel 690合适的孔片配合,标定了A、B系数,并用所选定的孔片配合与标定系数实际测量Inconel 690的堆焊试板.试验结果表明,盲孔法测量Inconel 690的焊接残余应力是可行的.     

振动时效法消除SMA490BW耐候钢焊接残余应力研究

对SMA 490BW耐候钢进行MAG焊接,利用振动时效设备对焊件进行振动时效处理,并通过盲孔法测试和分析振动时效处理前后试件的残余应力。对振动时效处理后的应力消除效果进行评估发现应力消除效果不佳。为排除偶然误差,再次进行振动时效处理并测试其应力值。两次实验后均发现试件焊缝区残余应力较大,经过振动时效处理后应力有所下降,但其应力消除率仅为百分之十几。分析了导致消应力效果不佳的原因,并得出结论:对于大尺寸、厚重焊接件去应力效果良好的振动时效法应用于小尺寸、质量轻的焊接件效果不甚理想,应考虑采用超声冲击等方法。     

热处理消除Q235钢焊接残余应力的研究

对Q235钢焊接件进行不同温度和不同保温时间的退火热处理,采用小盲孔法测定处理后各试板的焊接残余应力,比较焊接残余应力降低程度,得出高温短时保温与低温长时保温在消除焊接残余应力上效果接近,以实验结论为基础,提出了热处理消除焊接残余应力温度与时间等效性的问题。     

盲孔法测量LiH残余应力

采用盲孔法对烧结、机加成形的SR40超半球和Φ60圆柱的LiH材料测试件进行残余应力测量。结果表明:SR40超半球测试件球面45°处残余应力值最大,径向σr达到-9.5670 MPa,周向σt达到2.2352 MPa;球面各点径向σr残余应力均为压应力,而周向σt残余应力均为拉应力,且径向σr大于周向σt,测试件呈压应力状态。Φ60圆柱测试件端面中心残余应力值最小,从端面中心到端面边缘,径向σr和周向σt残余应力是先增大后减小。     

超声冲击对SMA490BW耐候钢焊接残余应力的影响

对SMA 490BW耐候钢进行气保焊焊接,利用超声冲击设备对焊接对接接头进行超声处理,并通过盲孔法对超声冲击前后的残余应力进行测试及分析.结果表明,超声冲击对于焊缝及其附近区域残余应力的降低效果十分明显,横向残余应力消除率最高达161％,纵向残余应力最高达118％;超声冲击处理后,同一位置纵向残余应力消除率较横向残余应...     

TC4钛合金对接板焊接残余应力仿真分析与试验验证

基于热弹塑性理论,通过顺序热力耦合方法对TC4钛合金TIG多层多道焊焊接残余应力场进行计算。在试验基础上,利用弹性有限元方法计算获得TC4钛合金应力释放系数,并采用盲孔法对焊接试板进行残余应力测试试验,将试验值与仿真结果进行对比,结果表明：焊接残余应力仿真值与试验值具有较高的吻合度,在焊缝及焊趾处存在较大的残余拉应力,且随着距焊缝中心距离的增加,残余应力值逐渐减小。     

盲孔法测量汽轮机转子残余应力

采用盲孔法测量汽轮机转子近表面的残余应力,并与切环法进行比较。结果表明:不同加工阶段,汽轮机转子表面的残余应力大小及分布是不同的;盲孔法更能真实地反映汽轮机转子近表面的残余应力状况;盲孔法测量残余应力,破坏性小,操作便捷,测量精度高。     

转向架构架补焊残余应力数值模拟

转向架作为车辆走行部的主要构件,常采用局部补焊的手段进行修复,这势必影响接头残余应力。利用ABAQUS有限元分析软件,分别对焊态、不同补焊参数和补焊次数后的残余应力进行了数值模拟。模拟计算结果表明:补焊后焊缝的纵向应力大大增加,横向应力减小;但随着补焊次数的增加,纵向应力变化不大,横向应力有所增加;随深度增加,纵向应力涨幅不大,横向应力有所增加;随补焊宽度增加,焊缝区的横向应力有所增加,纵向应力略有增加但幅度不大。开展对转向架焊接构架对接焊缝补焊残余应力分析,对于指导焊接转向架生产、降低焊接接头残余应力具有重要的意义。     

残余应力测试在转向架构架返修中的应用

采用X射线法对转向架构架焊接部件返修位置与未进行返修位置进行残余应力状态的测试,分析比较两处位置残余应力应力状态,从残余应力的角度评价返修后产品使用的可行性。     

燃气管道焊接修复残余应力的有限元分析

运用大型有限元分析软件ABAQUS的热-力耦合功能,对20钢燃气管道全补焊和局部补焊修复方式进行有限元模拟,获得了这两种修复方式焊接接头的残余应力分布情况。同时对内压与焊接残余应力共同作用下的补焊接头进行有限元分析。结果表明,采用全补焊方法修复后的燃气管道焊接接头残余应力明显小于局部补焊;而且在内压与焊接残余应力共同作用下,全补焊接头有较低的拉应力。这说明全补焊接头的承载性能更好,同时降低了燃气管道应力腐蚀开裂的可能性,适合工程应用。研究结果为优化燃气管道焊接修复工艺提供了理论基础。     

转向架构架焊接修复性能研究

以动车转向架常用S355J2+N厚板为研究对象,针对转向架构架制造完成后中厚板出现母材缺陷进行焊接修复后的性能研究.制作模拟修复接头并对其进行拉伸试验、弯曲试验、冲击试验和硬度检测,并对修复后的转向架部件进行静强度及疲劳强度试验验证.结果证明,转向架部件焊接修复后的性能完全能够满足标准要求,为实际生产中的焊接修复作业提...     

CW200K转向架构架焊接残余应力无损测量

转向架构架在焊接过程中不可避免地会产生焊接残余应力,焊接残余应力的存在对构架的疲劳强度和疲劳寿命均有很大的影响,测定和掌握构架不同状态下残余应力的大小和分布规律十分必要。利用X射线衍射法测试CW200K转向架构架热处理前后的残余应力。结果表明,构架焊缝区存在高值残余拉伸应力;构架退火可以使纵向残余应力的峰值得到削弱,分布得到均化。在保温时间相同的条件下,提高退火温度有利于提高构架焊接残余应力的平均消除率。     

Elasto-visco-plastic analysis of welding residual stress

Abstract

In the past three decades, extensive research has focussed on the application of numerical methods for the computation of residual stress. Most commonly, the simulations involved performing weakly coupled thermal mechanical finite element analyses in Lagrangian reference frames assuming rate independent elasto-plastic material response. Nearly all approaches assumed rate independent elasto-plastic material response, which is most appropriate at low to moderately elevated temperatures. At, the high temperatures near the fusion zone, the material response becomes rate dependent and an elasto-visco-plastic model would be more suitable. In 1989, Brown et al. (Int. J. Plast., 1989, 5 , 95–130) proposed a rate dependent constitutive equation (commonly known as Anand's model) to describe the plastic evolution of metals at high temperatures. The objective of this work is twofold: evaluate the suitability of Anand's elasto-visco-plastic model in computing welding residual stress and investigate the feasibility of an Eulerian implementation of Anand's model in modelling welding residual stress. Such an implementation has the potential to reduce computational cost in modelling welding processes, since it is a steady state analysis as compared to the common time incremental Lagrangian analyses. An Eulerian reference frame is also more advantageous in modelling processes with large deformation such as friction stir welding, rolling and extrusion since excessive mesh distortion and re-meshing are no issues as the case of Lagrangian models (Int. J. Mater. Form., 2008, 1 , 1287–1290).     

16MnR钢焊接接头多次补焊残余应力数值模拟

利用有限元法，对16MnR钢焊接接头多次补焊产生的残余应力进行分析。计算结果表明，在焊缝及热影响区，初始残余应力的值较大，远离焊缝及热影响区的区域，应力逐渐降低。补焊后，在靠近补焊区域周围的原焊缝及热影响区，纵向残余应力降低，横向应力增加；在补焊区域，纵向应力的变化不大，但是横向应力的值增幅较大。随着补焊次数的增加，应力值增加的幅度不大，但是高应力区的宽度增加。     

焊接残余应力的温度-组织-应力耦合分析

在应变加和分解式的基础上,通过引入相变应变增量描述模型,采用均匀化方法对多相组织力学行为进行描述,构建可以对温度-组织-应力耦合关系进行表征的模型,并将该模型应用于对9Cr1Mo钢管道环焊缝接头焊接残余应力的分析中.结果表明,在数值模拟中,使用三维有限元模型进行计算,计算结果很好的体现了在焊接过程中马氏体相变随热源移动逐渐进行的过程.在对焊接残余应力的表征上,无论是在残余应力沿管道轴向分布的特征,还是在具体的残余应力水平上,三维有限元计算的结果均与实际测量结果取得了较好的吻合.