超声振动常温/中温滚压钛合金应力场分析

提出并研究了常温/中温条件下超声振动滚压强化钛合金工艺.结合实验与有限元分析方法,对比研究了超声振动滚压和超声振动温滚压两种处理工艺对钛合金表面改性层残余应力及应变分布的影响机制.结果表明:与超声振动滚压相比,超声振动温滚压工艺可以使表面和近表面材料发生更严重的塑性变形,在材料近表面引入更深的残余压应力层,从而获得更好...     

喷丸三维残余应力场的有限元模拟

运用大型有限元计算软件ABAQUS建立了模拟喷丸残余应力场的三维有限元模型,预测了在相同喷丸强度下玻璃丸和钢丸两种类型弹丸喷射所产生的残余应力场。模拟过程中,分析了线性减缩积分单元的沙漏参数、材料的应变硬化率、喷丸覆盖率以及初始残余拉应力等因素对304不锈钢靶材残余应力分布的影响。从计算结果可以看出,钢丸喷丸产生的残余压应力层较深,但在高覆盖率时,玻璃喷丸产生的残余压应力的平均值比钢丸喷丸处理后产生的大。在有初始残余拉应力(250 Mpa)存在的情况下,两种类型的喷丸处理均能使304不锈钢靶材表面形成残余压应力层,这说明喷丸工艺可以提高奥氏体不锈钢焊接构件的抗应力腐蚀开裂能力。本研究成果为进一步探讨喷丸强化不锈钢焊接头抗应力腐蚀性能的机理奠定了基础。     

高强螺纹滚压工艺的有限元模拟及试验研究

对高强螺纹进行滚压处理可有效提高螺纹结构的抗疲劳性能。为深入研究螺纹滚压工艺规律,以提高螺纹紧固件的抗疲劳性能,建立螺纹滚压工艺三维有限元模型,并基于该模型研究了滚轮参数对滚压后残余应力的影响规律,最终采用疲劳试验验证了该方法的有效性。结果表明:滚轮型面夹角、直径、型面圆弧半径等参数对滚压后引入的残余应力分布具有很大影响。滚轮型面夹角越小,滚压后引入的残余压应力层越深;较小的滚轮直径有利于引入较大的残余压应力和残余应力层深;较大的圆弧半径可获得较高的表面残余压应力和最大残余压应力,同时在一定范围内导致残余应力层深减小。疲劳试验结果表明,采用未经优化的滚轮强化后,螺纹疲劳寿命提高1.6倍,而采用经优化设计的滚压轮强化后,螺纹疲劳寿命提高4倍。该结果证实了基于有限元分析的滚轮优化方法的有效性。     

超声滚压工艺对TC4钛合金表面残余应力的影响

钛合金关节轴承是航空发动机的重要部件之一,但由于其润滑条件较差,极易产生磨损从而导致失效事故。采用超声滚压工艺对钛合金试件表面进行强化试验,以有效增强试件表面耐磨性能和抗疲劳特性,并着重研究静压力、滚压次数和主轴转速等超声滚压强化工艺参数对钛合金表面残余压应力与剪切应力的影响规律。试验结果与理论分析结果表明,残余压应力随着静压力、滚压次数和主轴转速的提高而增大,剪切应力随着静压力、滚压次数和主轴转速的提高而总体减小;滚压后试件表面可获得-2 000～-500 MPa的残余压应力和-600～-300 MPa的剪切应力。超声滚压技术可以有效提高钛合金材料表面的残余压应力,并有效降低表面的剪切应力。     

多道焊三维残余应力场有限元模拟

运用大型有限元计算软件ABAQUS，对316L不锈钢平板多道焊接头的温度场和残余应力场进行模拟。有限元模型中选用三维实体单元，考虑材料物理性能随温度的变化和周边对流、辐射散热的影响。运用内生热的加载方法模拟焊接热源，运用单元激活技术模拟多道焊焊接过程。获得了三维多道焊焊接温度场和残余应力场，并对计算结果进行分析。     

喷丸残余应力场有限元模拟研究进展

喷丸强化处理工艺可以显著提高金属材料的抗疲劳和抗应力腐蚀等性能,这与喷丸后在金属表面层形成的残余应力场紧密相关,因此对喷丸残余应力的大小及分布进行预测具有重要意义.对近年国内外喷丸残余应力场的有限元模拟进行评述,总结出6种典型的残余应力分析模型,分别是二维轴对称模型、四对称面模型、三对称面模型、双对称面模型、单对称面模...     

滚压后残余应力对调质钢疲劳性能的作用

设计了特殊的拉伸滚压装置,使试样在不同的拉伸应力状态下进行滚压。在卸载后可形成不同的残余压应力,这就有可能使表层硬度和表面光洁度保持恒定,单独变化残余应力的分布,以考察其对疲劳性能的影响。试验结果表明,调质钢在表面滚压后,过高的残余压应力对疲劳极限没有贡献,这是由于软材料中高的残余压应力与载荷中压应力迭加超过屈服强度而发生松弛的缘故。调质钢试样滚压后硬度的增加对提高疲劳极限起了重要的作用,但松弛后的残余应力对疲劳极限也有贡献。用Fuchs提出的判据来检查残余应力的静载松弛,必须考虑到表面层经滚压后的硬化作用。     

切削速度对工件表面残余应力的有限元模拟

针对正交切削加工建立了平面应变模型;利用通用的有限元软件,对所建立的模型进行模拟,得到了不同切削速度下工件表面残余应力模拟结果,并对这些结果进行了比较分析,得出切削速度对工件表面不同方向的残余应力的基本影响规律。     

超声滚压装置设计及试验研究

设计了一种新的超声滚压装置,并利用该装置研究了超声滚压加工对18CrNiMo7-6齿轮钢表面性能的影响.首先对滚压装置进行了结构设计,应用ANSYS Workbench对装置进行了模态分析和谐响应分析,通过调整滚压装置结构,使该装置能够正常高效地工作;然后综合利用NPFLEX型三维表面形貌测量系统、Proto高速大功率...     

纳米复合陶瓷残余热应力的有限元模拟

基于对纳米复合陶瓷微观结构的观察和分析所建立的微观结构模型,运用有限元方法详细研究了材料内部残余热应力的大小与分布形态。计算结果表明,基体内不仅存在拉应力区,而且存在不同程度和范围的压应力区,拉、压应力区的结构形式与弥散相颗粒的分布方式密切相关。研究表明,利用微观结构模型进行的残余应力分析可以反映第二相颗粒大小、含量和分布对残余应力的影响,热残余应力的大小和分布与材料的微观结构有着密切的关系。     

双离合器内片支架焊接残余应力场有限元分析

针对激光焊接残余应力导致的焊接件结构失效问题,以目标DCT双离合变速器内片支架与花键轴为研究对象,借助于Sysweld有限元软件建立了三维有限元数值计算模型并对焊接过程进行了数值模拟,得到了焊接过程瞬态温度场和特征点的热循环曲线,模拟得到的焊缝形貌特征与实际焊缝形貌基本吻合。在此基础上得到了焊缝内部金相组织演变和残余应力分布状况。结果表明:冷却后的焊缝区域显微组织主要为马氏体,焊接接头具有较好的强度和韧性;切向残余应力在距焊缝中心约2 mm处达到拉应力峰值,此处是焊缝最容易出现裂纹的薄弱部位。     

一种轧机动力分析有限元模型

提出一种四辊轧机动态性能分析的平面有限元模型,该模型由梁单元、杆单元、刚度单元和质量单元等组成。根据该理论,可计算得到轧机容易激发的固有频率。用试验检验了所提模型的正确性。     

涡壳温度场和热应力的有限元分析

涡壳的热应力是引起涡壳破坏的主要原因.在涡轮增压器新产品开发过程中,必须对涡壳的强度问题进行深入研究.采用有限元方法对涡壳的温度场和热应力进行非线性分析.在CATIA软件中进行几何建模和网格划分,然后在ANSYS中进行分析计算.分析结果表明,涡壳的温度在几秒钟内迅速升至最高温度,在冷却阶段又迅速冷却至350°F.而且涡壳的舌形挡板(Tongue)对温度变化比较敏感.涡壳的最大热应力发生在冷却初始时刻,此时舌形挡板的压应力最大,流道分隔墙(Divider)和V型圈边(V-band)区域受的拉应力也为最大.这些分析结果与涡轮增压器涡壳的实测结果有很好的一致性.     

超高压气缸动态热载荷有限元分析

超高压压缩机工作过程中产生的动态载荷是影响压缩机强度与寿命的一个重要因素,其中热载荷与机械载荷的耦合又是非常严重.以有限元法为基础,建立了52 MPa超高压气缸在工作循环中的热载荷的动态模型,预测了动态响应与稳态响应之间的函数关系,并通过冷启动和热启动的仿真分析,给出了其作用规律.该模型还可用于气缸危险区域的排查和气缸结构的优化分析.     

ANALYSIS OF ROLLING BY ELASTO-PLASTIC FINITE DEFORMATION CONTACT BOUNDARY ELEMENT METHOD

ＡＮＡＬＹＳＩＳＯＦＲＯＬＬＩＮＧＢＹＥＬＡＳＴＯＰＬＡＳＴＩＣＦＩＮＩＴＥＤＥＦＯＲＭＡＴＩＯＮＣＯＮＴＡＣＴＢＯＵＮＤＡＲＹＥＬＥＭＥＮＴＭＥＴＨＯＤＨｕａｎｇＱｉｎｇｘｕｅＳｈｅｎＧｕａｎｇｘｉａｎＸｉａｏＨｏｎｇＴａｉｙｕａｎＨｅａｖｙＭａ...     

FINITE ELEMENT ANALYSIS ABOUT STRESS AND STRAIN OF SURFACE PEELING IN Cu-Fe-P SHEET

The microstructure of surface peeling in finish rolled Cu-0.1Fe-0.03P sheet is analyzed by scanning electron microscope and energy dispersive spectroscope. Fe-rich areas of different contents are observed in the matrix. The stress distributions and strain characteristics at the interface between Cu matrix and Fe particle are studied by elastic-plastic finite element plane strain model. Larger Fe particles and higher deforming extent of finish rolling are attributed to the intense stress gradient and significant non-homogeneity equivalent strain at the interface and accelerate surface peeling of Cu-0.1Fe-0.03P lead frame sheet.     

含中心圆孔有限板动应力集中问题的有限元分析

基于有限元软件ANSYS的计算，对含有中心圆孔的有限板在板边界受到上阶跃波的作用时孔边动应力集中的响应进行分析。得到不同无量纲几何尺寸以及无量纲波数下的动应力响应曲线，并由此得到一些关于动应力响应规律性的结论。另外，对动应力集中系数、最大动应力与静态特征进行比较，并对比较结果进行讨论。     

FINITE ELEMENT DYNAMIC ANALYSIS OF SPATIAL PARALLEL MECHANISMS

０ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＦｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｃｏｎｃｅｐｔｃａｎｂｅｕｓｅｄｉｎｋｉｎｅｍａｔｉｃａｌａｎｄｄｙｎａｍｉｃａｎａｌｙｓｉｓｏｆｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ［１～５］．Ｔｈｉｓｍｅｈｔｏｄｉｓｆｉｒｓｔｔｏｄｅｃｏｍｐｏｓｅｔｈｅｍｅｃ...     

球笼式等速万向节内部接触应力的有限元分析

通过三维重构技术建立轿车球笼式等速万向节的三维模型,并应用ANSYS软件对其承受极限转矩时的内部接触应力进行有限元分析,最后对比两种极限工况的数值解.结果表明,球笼式等速万向节内滚道接触应力大,易于磨损,疲劳寿命短.