镍基高温合金异形筒体零件的焊接工艺研究

镍基高温合金异形筒体零件由拉深成形的上、下半部通过氩弧焊(TIG)焊接方法连接成整体。本文从镍基合金的焊接性能和零件焊接参数选择出发,分析了异形筒体零件TIG焊产生焊接缺陷和焊接变形的原因,并讨论了减少焊接缺陷和控制焊接变形的相关措施。     

ZL30B装载机前车架焊接工艺分析

前车架作为装载机的主要结构件,它的焊接方法决定了整个装载机的精度问题,从而影响整机的性能,针对ZL30B轮式装载机前车架焊后变形超差率较高的问题,通过分析前车架的具体结构形式,制定并采用了合理的焊接工艺,使得前车架的焊接变形得到了有效的控制。     

预拉伸条件下铝合金筒体焊接残余应力和变形的数值模拟

利用ANSYS有限元分析软件,分别对施加及不施加拉伸应力的铝合金筒体环焊缝对接焊接过程中的应力场及变形进行了模拟分析。计算结果表明:预拉伸焊接可以有效减小铝合金薄板的焊后残余应力和变形。当预拉伸应力为材料屈服强度的90%时,焊缝残余应力较无预拉伸的降低近52%,同时,铝合金筒体焊接残余变形也大幅减小。     

不清根手工双面焊材料及工艺研究

本文分析了中厚板传统手工双面焊存在的诸如打底焊焊缝质量无法保证，需用碳弧气刨清根；工人劳动强度大；生产效率低；焊接质量不稳定等主要问题。为提高打底焊焊道质量，不用清根使背面得到良好的凹成形，研制了适合Ｘ形坡口的梯形体陶瓷衬垫。探讨了焊缝背面成形的主要影响因素及控制方法。     

焊接变形有限元数值模拟分析

环形薄壁焊接结构在生产实践中有着广泛的应用。在现行工艺条件下统计火焰筒衬套组件焊接变形基本规律。并采用有限元分析软件ANSYS模拟火焰筒衬套组件焊接过程,模拟马鞍与内环焊接过程的温度场及变形情况;模拟结果表明:径向最大变形为0.494mm,而在其对应的180°处变形为0.756mm。通过理论计算,内环与马鞍焊接后径向最大变形为1.25mm,与实际焊后测量结果相符。总结模拟变形规律,为控制焊接变形措施提供理论依据。     

WELDOX960钢起重臂焊接工艺及变形控制

结合瑞典超高强钢WELDOX960的性能特点和单缸插销起重臂的结构形式,从起重机吊臂的优化设计、焊接工艺等方面总结出了超高强钢起重机吊臂焊接质量控制方法,保证了产品质量。     

基于等效简化模型的柔性吊装多体系统动力响应分析

针对大型吊装多体系统在回转作业时的刚柔耦合动力学行为,开展了简化模型构建和动态响应分析。利用等效弹簧质量阻尼系统描述吊臂臂头弹性振动,利用空间悬吊系统模拟吊物空间摆动;以浮动坐标系对系统各部件开展运动学描述,基于拉格朗日方程,采用递推列式推导并建立了吊装多体系统的等效简化分析模型,并给出相应数值计算方法。针对某大型轮式起重机开展了仿真分析,通过与实测数据对比分析表明,简化模型能较好地评价柔性吊装多体系统的非线性动力学行为;对柔性臂架振动频谱分析表明,在轻载长绳状态下,吊臂振动幅值受吊物偏摆激励和自身惯性激励的共同影响,但在重载短绳状态下,响应幅值主要取决于吊物偏摆激励,且系统刚柔耦合效应明显增强。     

沿海地区超高回转窑焊接技术

文章论述了目前我国沿海地区超高空回转窑焊接技术。根据本次工程牦点,四条回转窑的安装时间比国内同样规格窑安装工期缩短了一半多。同时沿海高空回转窑焊接又数国内首次,对焊接安装压力非常大。因此我们通过采用自制焊接保护平台进行高空焊接作业;焊接坡口采用新型防腐涂料;控制窑体焊接变形对回转窑带来的影响;同时对回转窑筒体等厚和异厚板采用埋弧自动焊焊焊接工艺技术。如期完成了回转窑焊接任务,保证了回转窑后续安装工作顺利进行。通过本工程,我们总结出一套沿海地区超高空回转窑焊接技术。     

浅谈塔筒大直径带颈锻造法兰焊接变形控制

风电塔筒连接锻造法兰尺寸较大,由于运行现场应力情况复杂,对安装精度要求较高,焊后尺寸的公差要求达到了加工等级,这就使法兰的焊接变形控制变得尤为重要,且焊后的变形控制在生产中也是一个难点。本文主要介绍了如何通过焊接工艺的改进及应用,来保证法兰焊后的平面度与内倾,满足生产需要。     

大厚度奥氏体不锈钢筒体填丝激光焊接变形和应力分析

目的 研究大厚度奥氏体不锈钢筒体填丝激光焊接,优化结构设计和工艺设计。方法 建立大厚度奥氏体不锈钢筒体填丝激光焊接数值分析模型,通过数值模拟的方法,定量分析大厚度奥氏体不锈钢筒体焊接变形和应力。结果 零件下部38 mm厚焊缝位置处的最大径向收缩量为1.2 mm;零件下部60 mm厚焊缝位置处的最大径向收缩量为2.0 mm;零件中部60 mm厚焊缝位置处的最大径向收缩量为1.9 mm;零件上部60 mm厚焊缝位置处的最大径向收缩量为1.8 mm。填丝激光焊接轴向收缩量为0.55 mm。焊接残余应力最大值在450 MPa左右,应力主要分布在焊缝附近。热处理后,焊接残余应力都有明显降低,最大残余应力从450 MPa左右降低到200 MPa左右,焊接残余应力范围存在一定程度减小;焊接残余变形变化较小,热处理后某些位置的变形略微有所增大。结论 模拟结果表明,大厚度奥氏体不锈钢筒体填丝激光焊接变形和应力在可接受范围内,焊后热处理对释放残余应力有重要作用。     

只利用旋臂旋转运动的起重机消摆控制

本文针对在起重机系统中由旋臂旋转运动产生的二维荷载摆角问题提出一种只基于旋臂旋转运动的控制方式来同时实现旋臂的位置控制和荷载的消摆控制。首先,采用干扰观测器导出起重机的部分线性模型。该模型对于关节摩擦,荷载质量等参数变化具有鲁棒性。其次,基于该模型设计一个非线性控制器,并应用李雅普诺夫稳定性定理确保控制系统的稳定性。最后,比较仿真和实验结果验证所提方法的有效性。通过使用此法可以实现一种无需控制旋臂起伏运动的执行机构的起重机,从而大大地简化其结构和降低其制造成本。     

瓷质焊接衬垫包装生产线的设计

目的开发一套瓷质焊接衬垫全自动包装生产线,以降低企业生产压力,提高生产效率。方法基于衬垫的物性,采用输送带分隔提升,消除瓷质焊接衬垫多块重叠问题;利用模式识别技术,提出输送带上8种姿态的瓷质焊接衬垫的外形识别方法;根据辊盘划线原理,提出瓷质焊接衬垫组中心线绘制的工艺方法。结果将20块同向瓷质焊接衬垫有序排列且粘贴在基材上,实现了衬垫组粘贴的自动化。结论通过对瓷质焊衬垫包装技术的研究,提出了外形复杂且同向排序的工艺方法。     

An analysis of the causes of a BWE counterweight boom support fracture

A bucket wheel excavator (BWE) collapsed in a brown coal mine. As a result of a tie rod fracture the counterweight boom, the discharge boom and several other components of the other assemblies underwent plastic deformation. This paper presents the results of computer simulations of the collapse. A finite element method analysis of the counterweight boom tie rod showed stress concentrations exceeding the allowable level. Also material tests of the fracture surface were carried out to identify the causes of the collapse. Macroscopic and microscopic images of areas within the fracture were obtained. Measurements of hardness and microhardness in the vicinity of the weld were performed. The FEM analyses and material tests showed that the causes of the collapse were design and welding faults.     

Buckling failure analysis of all-terrain crane telescopic boom section

In this research work, a nonlinear structure analysis by the finite element analysis (FEA) was carried out to investigate the failure reason of an all-terrain crane telescopic boom. An overall simplified model consisting of telescopic boom and luffing jib was established by beam element, and analyzed using geometric nonlinear static method. A local detailed model consisting of the 4th and 5th telescopic boom section (TBS) was established by shell and solid element, and analyzed using geometric nonlinear and contact nonlinear static method. The result of the overall simplified model FEA indicated that the boom strength met the design criteria, and the 5th TBS of local detailed model occurred stress wrinkle.Structure experiment was designed based on the boom load characteristics in accident and analyzed using nonlinear static method and explicit dynamic method; the connection of load, boom buckling failure and stress wrinkle was studied. The result indicated that the accident was caused by elastic buckling. When the telescopic boom stress state changed from continuous state to wrinkle state, the buckling occurred. So the critical buckling state characteristic was stress wrinkle.     

含机构位移起重机主副臂组合臂架结构几何非线性分析

工程中很多起重机械含有控制吊重位置的机构,这些附加机构约束了起重机臂架结构承载变形后的位置。机构的作用可以等效为施加到结构上的广义外力,这些外力与结构位移和机构自由度是高度耦合的。对臂架结构按长度方向划分了多个子结构,将子结构的内部位移凝聚到了左右端面上。基于共旋坐标法,建立了随子结构一起运动的随动坐标系,推导了子结构单元的广义节点内力。以履带式起重机的主副臂组合臂架结构为例,考虑到臂架需要通过变幅机构进行约束和控制,给出了机构位移附加在臂架上的广义节点外力及其导数。最后,通过起重机的副臂工况算例,给出了在不同载荷下臂架结构位移以及约束机构位移,验证了分析方法的正确性和合理性。     

爆炸焊接锐楔区动力学状态参数数值分析

用运动界面高精度差分格式求解二维Navier-stokes方程,直接模拟不同炸药爆轰速度、基复板安装间距碰撞点锐楔区的压力场及速度流场,分析爆炸复合板锐楔区压力场分布特点及历时作用形式,发现爆轰压力作用下基板表面产生不同程度的反激波现象,及锐楔区空气介质流动在弯折复板与基板之间呈扇形状分布的层流射流状态流动。锐楔区反激波现象研究对爆炸焊接熔化层形成的分析具有一定参考价值。     

QU80起重机钢轨断裂原因分析

某U71Mn QU80起重机钢轨经铝热焊焊接后仅使用一个月就发生了断裂失效。对断裂钢轨的化学成分、力学性能、低倍组织和显微组织等进行了分析,以找出起重机钢轨断裂的原因。结果表明:起重机钢轨在进行铝热焊焊接时,铝热焊焊剂形成的钢液发生了溢漏,滴落聚集在钢轨轨底边缘处,熔融形成了宽度约为4 mm的弧形缺口;形成的弧形缺口成为应力集中点,在使用过程中受到起重机车轮的反复作用,最终导致钢轨在缺口处发生了早期断裂失效。     

纯铝板搅拌摩擦焊温度场数值模拟

建立了搅拌摩擦焊热源模型,利用有限元分析软件ABAQUS模拟了搅拌摩擦焊的温度场,研究了焊接速度、搅拌头轴肩尺寸和垫板材质对搅拌摩擦焊接过程中试板的温度场的影响。结果表明：随着焊接速度的提高,焊件上各点的峰值温度降低,经历高温区的时间减少;轴肩摩擦热是热输入的主要来源,随着搅拌头轴肩尺寸的增加,焊缝中心高温区同一等温线上宽下窄的分布特征越来越明显;垫板材质明显影响焊件底部的温度和分布;适当的焊接参数、搅拌头尺寸及散热条件对获得较好的焊缝质量极为重要。     

基于LMI的旋转起重机鲁棒控制器设计

悬绳和荷载组成的振动系统的固有频率变化会对控制系统的稳定性和控制性能产生影响,因此针对此问题提出一种低复杂度的鲁棒控制器设计方法。首先,采用干扰观测器导出起重机的线性模型。该模型对于关节摩擦,荷载质量以及旋转速度等参数变化具有鲁棒性。其次,基于该线性模型设计一个含有积分器的状态反馈控制器,其增益通过线性矩阵不等式(LMI)优化算法求出,并且该控制器对于绳长变化具有鲁棒性。最后,比较仿真和实验结果验证所提方法的有效性。通过使用此法可以实现在无测量绳长的传感器系统的情况下容易地操作起重机,从而大大地简化其结构和降低其安装成本。     

重力梯度稳定卫星伸展动力学研究

针对重力梯度卫星姿态控制系统的设计需求，本文首先推导了卫星姿态和重力梯度杆伸展的耦合动力学方程，其中重力梯度杆伸展动力学方程是根据其结构特点利用能量方法建立的。最后以“清华一号”卫星为算例进行了数值仿真计算，在不同初始条件下，得到了重力梯度杆伸展过程中杆长和三个姿态角的变化规律。探讨了保证重力梯度杆伸展后卫星姿态能正确捕获所需的条件。