钢制容器人孔焊接应力及塌陷变形的控制

钢制容器人孔的焊接应力及塌陷变形，直接影响容器的焊接质量和使用寿命。为此，在模拟试验的基础上，从焊接规范、焊接方法、补强圈的加工、接头坡口型式、焊接方向、焊接顺序等方面，提出了减小和控制人孔焊接应力及塌陷变形的有效措施     

大型球形容器的焊接变形控制

以某一工厂所生产的3 000 m^3的大型球形压力容器作为试验基础,说明在大型球形容器球壳板预制过程中,应研制专门焊接反变形胎具,来控制球壳板预制过程中人孔、接管、上支柱焊接时发生的焊接变形.该方法可满足工程要求,并取得了良好的效果,具有广泛的实用性.     

焊接顺序对工字梁焊接变形影响的数值计算

制定合理的焊接顺序方案可以减弱工字梁焊接过程中的焊接变形,减少焊后对变形矫正所需的时间和生产成本,优化焊接生产工艺。文章设计了4种不同焊接顺序的方案,采用SYSWELD软件计算了工字梁焊后1 h的应力场,并对比分析焊后工字梁中变形及残余应力的分布,研究了焊接顺序对焊接变形及残余应力的影响规律。结果表明:不同焊接顺序对焊接变形及焊后残余应力分布的影响差异不大,焊接变形主要发生在翼板600～700 mm位置处,焊后残余应力主要集中在焊缝区及近缝区;从最大焊接变形量和残余纵向应力峰值来看,采用腹板两侧焊缝同时焊接为最佳方案,最大变形量仅为0.62 mm,而其他焊接方案产生的焊接变形量约为最小变形量的2倍,此方案残余应力虽然相比其他方案的峰值较大,但每种方案焊后残余应力主要为拉应力,均需要进行焊后消应力处理。     

开孔薄壁圆筒在轴向压缩载荷下中间层的应力分量表达式

建立了承受轴向压缩载荷的开孔薄壁圆筒的变形协调方程,对此方程用广义函数的基本解理论来寻求其解,得出了其应力函数和应力分量表达式,从而使开孔薄壁圆筒轴向压缩载荷下中间层应力的计算成为可能,为寻求开孔容器稳定问题的设计计算公式 有益的结果。     

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．     

内压容器大开孔接管补强分析方法的探讨

压力容器广泛应用于石油化工生产中,由于工艺和结构的要求,需要在容器壳体上设置在开孔结构。此时，GB150－98的开孔及开孔强设计不适用，国内尚未制定出大开孔的相应规范。本文对内压容器大开孔接管补强方法进行了分析；针对目前补强的方法的不足与局限性，提出了采用三维有限元数值方法来分析大开孔接管补强问题，给出了具体的实施方案。     

内压等径大开孔壳体应力集中的有限元分析

应用ANSYS有限元程序,选取空间壳体单元SHELL63,对内压容器壳体上的等径大开孔接管结构进行应力分析,得到接管部位的应力分布规律和孔边应力集中系数方程式.讨论SCF,结果表明仅用SCF来判断最大应力值不合理.工程应用表明:采用有限元分析软件能够很好地解决设备大开孔问题,为合理设计和类似结构在一定条件下能否安全使用提供了重要参考依据.     

钢结构焊接残余应力及焊接变形控制技术

为了探究控制钢结构焊接过程变形策略,通过钢板对接方法研究了焊接残余应力及焊接变形.以两块同料、同尺寸钢板对接解析焊接工艺过程,设定常态焊接工艺参数,在焊接钢板上进行焊接横向及纵向残余应力计算,并在焊接过程构建温度场,建立有限元模型,绘制其温度曲线图,探究残余应力变化趋势及分布情况.结果表明,对接焊接钢结构焊缝附近部分残余应力较大,结构残余应力在初始加热时期会呈现较快下降趋势,后逐渐趋于平缓,钢板对接焊接变形主要原因是纵向残余应力过大,可通过平行加热处理降低纵向残余应力的影响.     

高强钢复合焊接应力与变形行为

以6.5 mm厚的高强钢板为试验材料,针对高强钢焊接应力和变形问题进行了激光-电弧复合焊接试验。采用钻孔法测试焊接件不同位置点的焊接应力情况,并用静态测距法和数码相机测量法测量其收缩变形与角变形。研究结果表明,温度差值是决定焊接应力大小的主要原因,焊接应力、收缩变形量和角变形量均随着激光功率的增大而增大,均随着焊接电流的增大而减小,但焊接应力却随着焊接速度的增大而增大,收缩变形量和角变形量均随焊接速度的增加而减小,但减小的幅度不大。焊接速度对焊接应力的影响最大,而激光功率对其影响最小,焊接过程中应严格控制焊接速度。采用最佳工艺参数焊接的焊接件,无论是沿焊缝方向还是垂直焊缝方向的纵向应力和横向应力分布均呈现明显的规律性。     

动态低应力小变形无热裂焊接方法的研究

从防止焊接热裂纹的力学角度出发，研究了随焊激冷与随焊锤击两种低应力小变形无热裂的焊接方法，分析了二者防止焊接热裂纹的作用机理，并就高强铝合金薄板控制焊接残余应力，减小焊接变形，改善焊接接头性能的效果进行了比较，研究结果表明：两种方法均能有效地防止焊接热裂、控制纵向焊接变形；但随焊激冷法对于横向焊接变形，不但不能减小，反而增大。     

简体带大接管的内压容器弹塑性有限元分析

针对筒体带大接管的内压容器在相贯区附近会产生较高的应力集中这一问题,考虑材料的塑性变形特性,对不同开孔率的内压容器结构进行了一系列的弹塑性有限元分析。计算结果表明,纵向对称面筒体与接管的内相贯处是应力集中最严重的部位,外相贯处由于有焊接接头而使应力集中大大缓解。在逐步加载过程中,加载前期相贯区周边应力呈线性增长,一定程度后主要表现为高应力范围的扩大。对于均处于塑性阶段的结构而言,开孔率的大小对高应力区的分布范围影响较大。与未带接管的大开孔结构相比,接管的添加大大降低了孔周边的应力集中。     

用加载—图示法测量压力容器的焊接残余应力

由于大型球形容器不容许采用损伤性的残余应力测试法,因而提出了这种全新的无损测试法。这种新测试法,已在杭州钢铁厂2~#—φ9M球形容器上试用过,结果是满意的。它的优点是方法简便、数据确切。适用于球形容器、船舶、桥梁等大型焊接构件作无损的残余应力测量及研究、改进焊接工艺用。     

加氢反应器人孔区有限元应力分析及评定

加氢反应器是炼油行业的关键设备,通常在高温高压环境中工作,应力状况十分复杂。其中,人孔区 是加氢反应器的高应力区,其安全性关系到整个设备的安全运行。利用ANSYS有限元软件,建立了加氢反应器人 孔区热-固耦合有限元模型。结合JB4732-1995《钢制压力容器-分析设计标准》,对加氢反应器人孔区进行了应力 分析和强度评定。结果表明,最大应力发生在人孔法兰与半圆形封头连接区,最大应力为154.6810MPa,应力评定 结果合格。     

锅炉人孔周边应力,位移受拉撑烟管及斜拉撑杆的影响

对锅炉本体进行了有限元分析,给出了人孔周边应力与位移的分布,并重点讨论了人孔周边应力,位移受拉撑烟管及斜拉撑杆的影响,进而为锅炉结构的合理设计提供了理论依据。     

无限平面矩形开孔的应力场分析

为了讨论矩形孔的孔边应力集中情况，采用复变函数理论与保角映射技术，将含矩形孔的无限域保角映射到单位圆内，求得了含矩形孔的无限大板在单向应力状态及纯剪切状态下的孔边应力，对几种不同边长比的矩形孔进行了系列计算，并将结果图谱化，给出了孔边峰值应力随边长比，方位角及圆角曲率半径的变化规律，通过光弹性实验，验证了理论计算结果的正确性，利用叠加原理，将文中的计算结果组合，可以分析各种不同受力时的孔边应力，本文的解答可移植到含孔无限大板的平板弯曲问题。     

内压容器开孔整体锻件补强结构设计及强度计算

GB150-1998（钢制压力容器》推荐了两种开孔补强形式,即补强圈补强和整体补强．但它仅给出了补强圈补强的设计计算方法,整体补强没给出计算方法．参照中外标准规范和相关资料,给出一种内压容器开孔整体锻件补强的结构设计及强度计算方法．此种补强方法适用于球罐、高压容器等设备的开孔补强设计．     

线性软化土体中球孔扩张问题的解析解

采用三折线线性软化模型描述了土体应力－应变关系，以Mohr-Coulomb为屈服准则，同时考虑塑性区弹性变形、土体剪胀以及土体软化的特性，推导了孔扩张后孔周各个区域的应力、应变及位移解析解，讨论了剪胀角、应变软化系数、是否考虑塑性区弹性变形对解答结果的影响.结果表明，最终扩张压力、塑性区半径都随剪胀角的增大而增大；软化系数对塑性区半径影响很小，但对最终扩张压力影响较大，随着软化系数的增大，最终扩张压力增大；考虑塑性区弹性变形对扩张问题解答的影响随扩张半径的增大越趋明显；考虑塑性区的弹性变形，最终扩孔压力偏小.     

顶板与竖向加劲肋围焊端部局部应力优化分析

针对顶板与竖向加劲肋围焊端部疲劳细节,提出角钢支撑和加劲肋开孔2种应力优化方法。通过数值模拟结合疲劳试验,研究优化方法对围焊端部应力水平和疲劳性能的影响,分析角钢厚度、开孔竖向距离和横向深度3类尺寸参数对优化效果的影响。结果表明:角钢支撑约束顶板面外变形,可降低围焊端部应力水平。加劲肋开孔削弱围焊端部刚度,可降低围焊端部分配的次应力。增加角钢厚度、减小开孔竖向距离、增加开孔横向深度可提升应力优化效果。降低围焊端部疲劳应力可延迟或避免疲劳裂纹的产生,加劲肋开孔不影响裂纹扩展寿命和扩展路径。     

平面钢闸门焊接变形的控制和矫正方法探讨

文章介绍了焊接变形对平面钢闸门的危害,指出了的预防焊接变形的措施,并给出矫正焊接变形和消除焊接应力的方法。     

内压圆筒上矩形大开孔接管三维有限元分析与强度评定

采用有限元法，对某冷却器的矩形开孔部位在有补强和没有补强的2种结构下进行应力计算和强度分析，并在应力分析结果的基础上用线处理法对危险部位进行强度校核，同时对矩形开孔边应力分布规律和补强结构进行了讨论．结果表明：矩形开孔部位应力集中严重，需要给以补强．