换热器管板孔内不开槽的强度胀接

工业冷冻机组和中央空调水冷冷水机组用换热器的换热管通常有钢管、铜管、铜镍管和钛管等,其与管板的连接方式采用强度胀接的方式。传统的管板与换热管的强度胀接是通过在管板孔内开若干条胀管槽实现的。本文根据管板孔内不开槽的强度胀接工艺试验和实际生产中的应用情况,说明换热管与管板的强度胀接也可通过管板孔内不开槽和加胀管胶水实现。     

舰用锅炉胀接结构可靠性与后退式胀管器的应用

针对舰用锅炉换热管与管板胀接结构可靠性,分析了影响胀接的主要因素,运用弹性理论对胀接结构进行了理论分析,并首次对舰用锅炉应用双轴承后退式胀管器进行管子与管板试件的胀接试验研究,推导出适合机械式胀接的胀管率近拟理论计算方法。     

管壳式热交换器机械胀接工艺设计

设计4种胀接工艺方案用于集中式空调系统的管壳式热交换器,并进行胀接对比试验,结果显示:除不开槽一次胀接外,其余3种方案胀接节点均满足胀接要求,但在工作量和工作效率方面,开槽一次胀接相对两次胀接具有优势.     

管与管板焊前间断定位胀工艺研究

本文通过应力分析与试验验证,研究管与管板焊前间断定位胀的可行性及对后续焊接、胀接的影响,确定间断定位胀接方案。     

锅炉给水预热器管板的优化设计与分析

目的对锅炉给水预热器的管板进行结构优化设计及有限元分析。方法首先通过给定设计参数计算出管板的厚度及受力分析,进而明确管板的结构设计确定主要参数,利用SolidWorks软件建立管板的三维分析模型,并用Ansys软件进行管板应力应变分析及温度场的分析,按标准方法计算4种工况下管板应力、壳程筒体的轴向应力以及换热管的轴向应力,同时采用JB/T 4732的方法对管板与筒体的应力进行评定,采用GB/T 151的方法对换热管的轴向应力、拉脱应力进行评定。结果该预热器能够在给定工况下安全运行。结论采用的设计方法为锅炉给水预热器管板的结构性能优化提供了理论依据和判定标准。     

换热器通用辘管夹具的设计及其管板变形的计算机模拟

阐述了换热器管板胀接过程中产生的常见缺陷,及其采用的相应措施;设计了新型通用辘管工装夹具,并用有限元法模拟了管板变形的应力状况.     

碳纤维复合材料接头力学性能试验与仿真分析

采用试验和仿真分析的方法对T800/924复合材料接头在拉伸载荷作用下的力学性能进行研究。在电子万能试验机上进行了接头试验件的拉伸试验,记录试验中试验件的破坏过程,得到了最终失效载荷。采用非线性有限元法,基于ABAQUS软件平台,使用内嵌的材料用户定义子程序（VUMAT）,建立了该试验对应的有限元分析模型,得到接头的应变分布情况,并给出接头失效载荷的计算值。结果表明:计算预测接头的损伤部位与试验吻合,失效载荷计算值与试验值差值较小,证明了仿真分析方法的可行性。通过结果分析发现,孔边是应力集中的地方,破坏一般从孔边开始萌生,并且接头面外受载能力较弱,接头的失效模式一般是孔边面外拉脱。      

高压绕管式换热器中换热管漏气后的返修

从某套空分设备上卸下的DR87XX型高压绕管式换热器的换热管胀接部分焊缝出现漏气现象,原因是胀接压力过大。制定了详尽的返修方案,具体实施后高压绕管式换热器恢复正常运行。文章简介了DR87XX型高压绕管式换热器中管板与换热管的"胀接+强度焊"模式,详细叙述了返修前的胀接试验、检验和返修工艺过程,最后总结了返修中的注意事项。     

基于临界应力强度因子的胶接对接接头抗拉强度简便预测方法

为了能够对胶接对接接头进行抗拉强度预测,该文以有限元分析方法为基础,通过利用参考问题的无量纲应力强度因子、接头模型与参考问题模型之间应力值的比值以及接头抗拉强度的试验数值,得到了胶接对接接头的临界应力强度因子数值,从而提出了一个基于临界应力强度因子的胶接对接接头抗拉强度的简便预测新方法。该方法能够在保证精确度的基础上快速计算出胶接对接接头的应力强度因子,通过使用任意某一胶层厚度时的抗拉强度试验数值预测出其他胶层厚度时对接接头的抗拉强度数值。通过三种胶接对接接头的算例对比分析,证明了该方法的预测结果与实际结果非常接近,预测精度良好,便于工程应用。     

材料力学性能对液力胀接过程的影响分析

为寻求装配式空心凸轮轴结构设计和材料选择的理论依据,应用弹塑性力学分析了弹性模量和流动应力对液力胀接的影响.将内外管的变形过程简化为平面应变问题,根据典型点应力-应变曲线分析了液力胀接过程,并给出了不同材质套管的连接条件.研究结果表明:影响液力胀接的主要因素是内外管弹性模量和流动应力,这两个材料参数决定胀后内外管弹性回复量的大小;实现液力胀接内外管应满足的条件是:内外管弹性模量的比值大于内外管流动应力的比值.     

GFRP管-铝合金管纤维缠绕齿连接接头拉伸试验

为了实现复合材料-铝合金连接,提出了一种新型GFRP管-铝合金管纤维缠绕齿连接接头,对2组GFRP管-铝合金管缠绕齿连接接头试件进行了拉伸试验,观察了试件的受力过程和破坏形态,获得了荷载-位移曲线和荷载-轴向应变曲线,同时利用有限元模型分析了GFRP管-铝合金管缠绕齿连接接头拉伸作用下的破坏机制。结果表明：接头试件的破坏模式为GFRP管齿的逐齿剪切破坏,破坏过程表现出延性特征并产生较大的轴向位移,试件对应GFRP管的平均极限拉应力为213.22 MPa;接头依靠齿的层间抗剪传递轴力,GFRP管齿是接头受力的薄弱部位,且各齿承受不均的荷载分配;齿的破坏始于齿根的角点处。     

RTM成型非对称复合材料T型接头的拉伸失效机制

采用树脂传递模塑(RTM)工艺制备了结构对称和非对称两种复合材料T型接头试样,并对其进行了静态拉伸力学试验,对比分析了两种结构的拉伸破坏模式、结构刚度及破坏载荷。同时基于T接头内聚力模型(CZM),研究了两种不同结构T型接头的拉伸破坏过程及失效机制,并对比分析了不同偏转角下T接头的层间应力。结果表明：不同结构T型接头的拉伸破坏模式不同,偏转角的存在使结构非对称T型接头夹角大侧圆弧受力明显高于小侧圆弧,导致接头首先在大侧夹角圆弧与三角区界面定向萌生初始裂纹,随后裂纹主要沿大侧腹板翻边与蒙皮的界面扩展,进而导致接头最终破坏,最终失效载荷较对称T型接头提高了15.3%,且结构刚度更大。有限元结果表明T型接头三角区的初始失效主要由层间正应力及剪应力引起,有限元分析的失效模式与试验一致,结构对称及非对称T型接头最终失效载荷与试验值均吻合较好;且随着偏转角的增加,腹板圆弧处层间应力逐渐减小,初始失效载荷将随之增大;初始破坏位置将转移至大侧夹角圆弧末端。     

CFRP环带拉索静力拉伸试验及数值模拟

铰销式CFRP环带是一条具有单向纤维的CFRP连续层带,以类似于赛道的方式分层缠绕在2个分离的销钉上,荷载通过销钉进行传递。进行了层压型CFRP环带静力拉伸试验,分析了试验过程中的荷载与应力关系、试件裂纹发展过程以及破坏模式,同时建立了有限元模型与试验结果进行了对比验证。在此基础上,通过对构造参数进行分析,研究了关键参数对CFRP环带的受力特点、应力分布、破坏模式及承载力的影响。研究结果表明:环带的荷载传递效率较直线条带下降了近20%;环带承载过程中,伴随着分层现象的出现和纵向裂纹的发展,最后在直曲相交段发生脆性破坏;随着曲线段曲率、环带厚度、摩擦系数的改变,环带各层和各部分的应力最大值均有不同程度的变化,但应力最大值出现的位置总是发生在直曲相交段或直线接头外侧;曲线段的应力分布受构造参数影响更大,虽然应力水平不高,但对环带整体的承载情况和破坏模式有较大影响。     

大尺寸异种钢焊接管板结构低周疲劳行为研究

基于有限元方法对承受交变载荷的大尺寸异种钢焊接管板结构的应力应变场分布与变化的分析结果,预测了疲劳裂纹的产生位置,并进行了相应的疲劳试验研究.结果表明,焊接接头的受拉表面和受压表面焊趾部位分别为所在表面的最大应力和应力幅的峰值位置,且由于在第一个循环周期加载过程中产生塑性变形,导致稳定循环加载期间两侧焊趾部位均承受拉-...     

热处理对同质异态TC17钛合金线性摩擦焊接头的影响

对TC17(α+β)和TC17(β)钛合金进行线性摩擦焊及焊后热处理试验,运用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)观察接头各区域的微观组织变化,采用轮廓法测试接头残余应力分布情况,分析了热处理对接头的微观组织、残余应力及力学性能的影响。结果表明：焊接过程中焊缝区发生了相变及动态再晶界过程,形成亚稳定β相;两侧热力影响区初生α相严重变形,针状α相完全溶解。经过热处理,亚稳定β相分解为稳定的α+β相,板条状α相在晶界析出,针状α相在晶粒内部析出,变形α相发生不同程度的分解。轮廓法测试结果表明,接头沿振动方向的应力呈双峰分布,接头热力影响区处拉应力峰值达到最大约360 MPa,焊缝中心拉应力值约140 MPa,经过热处理,接头沿振动方向拉应力值降低至50 MPa以下。经过热处理后接头微观组织更加均匀,并且接头残余应力得到消除,接头拉伸及疲劳性能得到明显改善。     

爆炸胀形在热交换管板胀管中的应用研究

假设热交换管为薄壁圆筒,通过理论分析,计算了热交换管板爆炸胀形所需炸药量.并选择导爆索作为实验用药,对热交换管板爆炸胀形工艺进行了实验研究.研究结果表明,在不采用任何措施的情况下,仅靠炸药的爆炸作用,经过多次爆炸,也很难实现热交换管与管板的牢固结合.但经过在管板内壁刻槽,仅需要2次爆炸胀形后,热交换管即可与管板达到紧密结合.     

管壳式换热器管束加工工艺要点分析

对换热器管束加工工艺进行有效控制,并实践论证管板焊接、换热管装配、薄壁换热管胀接的加工工艺,从而解决换热器管板变形及换热管胀接失效问题。     

Q345R高压空冷器焊接接头应力腐蚀开裂分析

某高压空冷器进气口换热管和管板胀管焊接处发生泄漏事故，通过宏观观察、机械拉断断口及裂纹面分析、金相组织分析、显微硬度测试、扫描电子显微镜(SEM)以及X射线能谱分析(EDS)等分析方法对泄漏失效处及关键位置材料进行检测和分析。研究发现高压空冷器进出口失效位置的裂纹均是由管箱内壁接头处向胀接间隙表面开裂，并且裂纹面能谱分析结果发现大量的S元素存在。结合管道受力情况、断口形貌、元素分析判定本次失效的模式为硫化氢应力腐蚀开裂(SSCC)。管内硫化氢为腐蚀源，在焊接残余应力集中和外载结构应力的协同作用下，焊趾发生SSCC开裂，裂纹沿着熔合线扩展至胀管外壁，发生泄漏失效。     

紫铜/Al_2O_3陶瓷/不锈钢复合结构钎焊接头残余应力研究

采用有限元数值模拟的方法研究AgCuTi钎焊紫铜/Al_2O_3陶瓷/不锈钢复合结构的形变和残余应力分布情况,并对模拟结果进行实验验证。结果表明:残余应力主要分布在接头区,并且该区形变较小。陶瓷端的残余应力对接头性能影响较大,由于线膨胀系数差异过大,不锈钢陶瓷侧易产生裂纹缺陷,接头倾向于在该区域断裂,紫铜侧陶瓷端TiO反应层的形成导致该区域裂纹的出现,降低了接头的性能。研究各应力分量对最终残余应力的贡献,结果显示环向应力和轴向应力在陶瓷端所产生的拉应力是造成接头强度降低的主要因素。接头拉剪实验表明,接头主要在靠近不锈钢侧的陶瓷端断裂,验证了模拟结果的准确性。     

硅烷处理对有机涂层／金属胶接接头力学性能的影响

研究了硅烷处理的胶接接头的力学性能,分析了硅烷处理对涂层/金属界面力学性能的影响.对碳钢表面进行硅烷处理,用环氧树脂胶黏剂粘接.对疲劳后的胶接接头施加静态载荷,通过分析硅烷处理胶接接头的应力-应变曲线及接头破坏形式,得出疲劳破坏与静载破坏的区别.结果表明:硅烷处理的胶接接头经一定周次疲劳后能提高接头的粘接强度,接头的破坏形式虽然为界面断裂但却为韧性断裂;接头静拉破坏形式为界面破坏和内聚破坏的混和破坏.