基于有限元分析某型号水箱焊接结构的优化

为确保小型湿式扫路车的水箱结构在服役过程中的安全性,提高水箱侧壁抗水压能力,针对水箱侧壁焊接结构的承载性能,采用有限元分析进行了设计优化,分析了现有水箱结构在承载方面的不足之处。针对现有水箱侧壁焊接结构应力集中的问题,提出了钢板局部加强、圆形钢管替代角钢、水箱外侧增加支撑3种方案,而有限元仿真分析结果表明,对于应力集中的缓解,水箱外壁局部加强钢板不如内壁局部加强,圆形钢管比角钢效果更好,而外侧支撑方案则是解决应力集中的最优方案。     

电磁焊接过程板件碰撞仿真分析

利用所设计板件焊接试验台对两1 mm厚一系铝板进行了电磁焊接试验,利用扫描电子显微镜（SEM）对样件波状焊接界面的微观形貌进行观察.为解释其形成原因,对电磁焊接过程中两被焊板件的撞击过程进行3D数值模拟,获得该过程中飞板所受垂向应力变化规律及撞击速度变化曲线,仿真结果与试验所观察现象相符.通过分析焊接接头界面和撞击点应力与撞击速度关系,表明撞击应力并非由撞击速度单独决定,还与撞击位置有关,撞击速度、撞击应力及材料的流动性共同导致了波状焊接界面的形成,对其进行合理控制是改善焊接效果的关键.     

Marc仿真对试板焊接的指导

试板的焊接是焊工技能考试和焊接工艺评定中必遇到的操作项目,但在实际的试板焊接过程中,发现很多焊工焊接的试板焊缝成形很好但试板的焊后角变形特别大,这是由于对试板的反变形控制量掌握的不好,本文结合焊工实际焊接过程,利用有限元软件Marc进行仿真模拟,计算出试板焊接的角变形量,从而指导试板焊接的反变形控制。     

焊接变形的数值仿真及其在SS7E机车焊接构架中的应用

基于焊接收缩力理论，本文提出了一个预测焊接变形的数值新方法。该方法的本质是将每条焊缝的收缩力视为焊接结构有限元数值计算模型中的初应力，从而可以用数值手段计算因焊缝收缩而产生的结构焊接变形。用这种方法，对SS7E电力机车构架侧梁焊接变形进行了数值预测，预测结果与实测变形值相当吻合，这不仅证明了该方法的有效性，同时也为构架焊接质量控制提供了重要的数值手段。     

焊接结构中缺陷的疲劳评定

本文对已存在的焊接缺陷进行疲劳评定的必要性、评定的标准和方法以及缺陷与应力集中关系等问题进行了论述。     

焊接角度对焊接结构疲劳性能的影响

采用有限元法研究平焊焊接的焊接角度对焊接结构连接件应力分布的影响,进而采用名义应力法分析其对结构疲劳性能的影响.结果发现,采用平焊工艺时,焊接角越大,应力集中越严重,焊接件的疲劳性能越差.焊接件疲劳寿命与焊接角之间呈现出指数衰减关系.     

汽车铝合金板激光焊接热力耦合仿真及其验证

应用Prandtl-Ruess流动法则理论,建立热力耦合的理论模型,采用ANSYS有限元软件对汽车车身结构中铝合金薄板的激光焊接进行热力耦合分析,最后对模拟结果进行验证,从而说明仿真的正确性。     

压缩机不同上法兰结构的三点焊接仿真分析

建立空调压缩机上法兰与壳体的三点焊接过程的有限元模型,并采用ANSYS软件进行计算.首先仿真镂空、非镂空、综合三种结构上法兰的焊接温度分布,然后根据温度结果采用间接耦合法仿真相应的焊接变形,并进行对比分析.通过与实际焊接结果相比较对所建立的模型进行检验.结果表明,镂空结构的上法兰的焊接变形最大,而非镂空结构上法兰在焊接之后的变形低于综合结构.因此,非镂空结构设计有利于降低空调压缩机的焊接变形.     

基于数值模拟的堆焊模具耐磨性分析

采用Archard磨损模型,和有限元软件DEFORM-3D分析了不同回火温度下中间轴堆焊模具的磨损量。结果表明,材料的耐磨性并不与硬度成正比,当回火温度为500℃时,堆焊模具的耐磨性最好,磨损深度最小为9.98×10-5mm。     

X80管线钢焊接接头SSCC研究及数值模拟

硫化氢应力腐蚀破裂(sulfide stress corrosion cracking,SSCC)是制约管线钢应用的主要因素.针对X80管线钢焊接接头进行恒位移硫化氢应力腐蚀试验研究,分别测得母材、焊缝和热影响区的应力强度因子门槛值KISCC和裂纹扩展速率da/dt.通过对X80管线钢焊接接头的金相显微组织、断口形貌观察以及硬度测试,分析了X80管线钢SSCC性能的影响因素.并对WOL试样进行了三维弹塑性有限元分析,得到裂纹尖端应力场分布和氢浓度的分布特征.结果表明,热影响区的KISCC最小,裂纹扩展速率最大,具有较差的抗应力腐蚀开裂的能力,其应力腐蚀试验结果与有限元数值分析相互验证.     

激光拼焊板焊缝仿真处理方式研究

目前常用的金属板料冲压成形软件,一般不考虑拼焊板焊缝性能的刚性连接处理方式,这在某些工况下会造成与实际成形结果的较大偏差。为兼顾效率与精度,通过对焊缝性能的分析,提出在仿真中使用壳单元,并对焊缝赋予特殊材料属性的焊缝处理方式。试验证明,此种方式在拼焊板两侧母材强度相当时,相对于传统刚性连接方式,与试验结果有高度的吻合性,体现出了良好的精度,具有工程应用价值。该研究在此处理方式的基础上仿真分析了同材、同厚拼焊板的成形过程,探讨了其成形能力相对于单一母材有较为明显下降的原因,认为,焊缝较低的塑性与延伸率,致使其在成形过程中应力高度集中、易于脆断,并影响周边母材的成形,从而制约了拼焊板整体变形潜力的发挥。     

Finite element simulation of welded thin-walled stainless steel container based on SYSWELD

The temperature field and stress fields of 18 -8 stainless steel container structure were computed during and after tungsten inert gas (TIG) arc welding based on the SYSWELD software. The convection,ra...     

基于热点应力的罐车焊接钢结构疲劳

针对罐车焊接钢结构在不同服役情况下的疲劳行为进行了研究. 试验过程中选取了高速路、公路、崎岖路三种典型的路况,通过所得不同部位的应变结果计算各自的热点应力,用雨流法处理后编制载荷谱,并根据线性累积损伤理论来计算各部位的疲劳寿命. 结果表明,罐车焊接钢结构上不同部位在不同路况下行驶具有不同的寿命,其中最危险的部位是侧面中下处的9和10,其在高速路上行驶疲劳寿命最低,约为3.3年. 结合路况和驾驶行为,实时观察波形图发现,相比于路面不平,急刹车、上下坡、转弯会对罐车焊接钢结构的寿命产生更大的影响.     

基于ANSYS的特大型轴承外圈焊接结构应力应变分析

采用箱型焊接结构的特大型轴承外圈是某重大工程的关键零件,它的强度、刚度直接关系到整个结构的安全,笔者对其具体结构进行了设计,采用ANSYS软件对其进行了应力应变分析,并对结果进行了评价。结果表明结构设计合理。     

碳钢焊接接头腐蚀的有限元模拟

由于焊接接头各区域之间耐蚀性和力学性能的差异,在接头处容易发生局部腐蚀,严重威胁着管线的安全运行,需要对接头腐蚀行为进行预测. 基于电偶腐蚀原理建立了碳钢焊接接头腐蚀的有限元模型,结合COMSOL软件,对三种温度下的接头腐蚀形貌进行了预测. 并利用该模型研究了焊缝余高、焊缝与母材的面积比以及焊缝缺陷对焊缝金属腐蚀速率的影响规律. 结果表明,该有限元模型不但能进行焊接接头腐蚀行为预测,而且可为输油气管道的焊接接头设计提供理论依据.     

壳单元应用于薄板多道焊焊接数值模拟的方法探讨

针对目前薄板焊接残余应力有限元数值模拟中效率不高的情况,采用基于薄壳和复合层理论的壳单元来取代3D实体单元进行薄板多道焊数值模拟以预测残余应力方法的尝试,通过使用定义壳单元截面材料点数鼍来表征薄板厚度,在热分析中依靠解析方法得到温度分布,使用ABAQUS及多个用户子程序来完成力场残余应力分析的实现,通过与传统的3D单元模型计算薄板多道焊模拟的结果分析可知,采用复合层壳单元进行较为复杂的薄板焊接模拟效率相对较高,而精确度并没有下降.     

焊接接头损伤条件下的断裂力学参量数值模拟

利用弹塑性损伤-应变耦合有限元方法研究了不同强度匹配焊接接头中母材区断裂应变的变化对焊缝区裂纹断裂力学参量J积分的影响规律.结果表明,对于强度高匹配、等匹配和低匹配的焊接接头,在焊缝区各项力学性能参数保持不变的条件下,随着母材区断裂应变的减小,焊缝区的塑性应变及裂纹扩展驱动力J积分均有明显的提高;随着接头强度匹配比M的降低(母材屈服强度的升高),母材区断裂应变的变化对J积分值的影响作用减小.     

超声冲击对焊接结构残余应力的影响

以Q345钢结构箱型柱为对象，研究了超声冲击工艺对焊接残余应力的影响。对电渣焊和埋弧焊两种焊缝进行了超声冲击试验，其中埋弧焊焊缝采用了全覆盖冲击和焊趾冲击两种冲击工艺。残余应力测量表明，采用冲击工艺，可以在焊缝表面一定深度(小于3mm)下产生压应力，最高测得-134MPa；焊趾冲击不但使焊趾表面产生压应力，也降低了焊缝的残余应力。对非熔透埋弧焊和熔透埋弧焊焊缝的测量结果显示，在盲孔法测量的深度范围内，超声冲击可降低焊缝最大主应力约34％～55％。