铝合金车体焊接残余应力模拟计算方法介绍

焊接残余应力与变形是高速列车铝合金焊接所面临的一个突出问题,也是一个突出难题。残余应力与变形不但要影响外观尺寸精度和尺寸稳定性,还会降低焊接构件的疲劳强度和安全可靠性。研究铝合金车体的焊接变形和心力产生机理及变形规律不但可以指导焊接生产过程的焊接变形和应力控制措施,更可以通过对焊接变形与应力的定量研究,分析其对疲劳强度的影响,预测焊接接头的疲劳寿命,保证安全可靠性。     

残余应力对子午线轮胎有限元模拟结果影响的分析

以245/50R16轮胎为例,利用增强材料的弹塑性特征,在轮胎有限元分析中考虑增强材料的残余应力,通过与不计残余应力时的有限元模拟结果进行对比分析,考察残余应力对轮胎外缘尺寸变化和稳态滚动半径等模拟结果的影响.结果表明,不考虑残余应力的模拟结果能达到工程要求.     

涂层材料与几何尺寸对等离子喷涂残余应力的影响

在等离子喷涂过程中,由于基体与涂层的热膨胀系数的不匹配,在它们共同冷却的过程中,产生了不同的热变形。本文采用有限元瞬态热分析方法对等离子喷涂过程的温度场进行了分析。在此基础上,进一步计算了常用的Al2O3涂层与16MnR基体组成的喷涂系统的残余应力分布,并对计算结果进行了讨论。然后,针对不同的涂层尺寸、不同涂层材料(a相Al2O3、Al2O3、ZrO2、TiO2、Al2O3-ZrO3)进行了残余应力计算,对涂层与基体内部的应力进行了分析,并且比较了不同的涂层尺寸以及材料性能对应力状态及分布的影响,对实际喷涂工艺有一定的指导意义。     

热障涂层氧化层厚度对残余应力的影响

对热障涂层氧化过程进行了详细的阐述,推算了氧化增厚动力曲线,采用ANSYS分别建立了不同氧化层厚度的热障涂层微观二维模型,氧化层界面形状简化为正弦形式。模拟了氧化层不同特征厚度时的应力变化,分析了不同氧化增长方向对各层残余应力的影响。结果表明:随着氧化层的增厚,粘结层波峰处σy增幅较大,易在氧化层和粘结层间发生分层。氧化层分别向TBC层、BC层以及同时向两层方向增长时,发现不同的氧化层增长方向对各层内的残余应力影响不大,可以忽略其影响。     

钢化应力与硫化镍结石对钢化玻璃自爆率的影响

通过设定不同钢化应力、硫化镍粒径及距中心面位置、玻璃厚度,计算出不同条件下钢化玻璃内部应力,得到了残余应力分布曲线及自爆临界曲线,并结合80例钢化玻璃自爆源样品测试,讨论了降低自爆率的途径。     

焊缝层数对不锈钢复合板残余应力和变形的影响

利用有限元法开发顺次耦合的弹塑性焊接残余应力有限元分析程序,对304不锈钢复合板补焊残余应力进行分析;在试验验证的基础上,讨论焊缝层数对残余应力的影响。计算结果表明,最大焊接残余应力出现在热影响区。由于覆材和基材强度的不匹配,在基材和覆材的界面产生了不连续的应力分布,对开裂影响很大。随着焊缝层数增加,变形增加,导致部分残余应力释放,使得残余应力降低。     

注塑工艺参数对制品残余应力和收缩的影响

注塑成型工艺参数对制品的最终残余应力和收缩有着直接的影响。基于线性黏弹性模型模拟计算了注塑成型过程中由温度和压力引起的残余应力和收缩。以无定型材料PS和ABS为例,系统地研究了不同成型工艺条件下平板制件的最终残余应力和收缩,并和实验结果进行对比验证。结果表明：在流动方向上无定型材料的收缩基本保持不变,残余应力沿壁厚分布的形状也基本相同,但流动末端处的应力值稍大于流动入口处;保压压力是影响制品收缩的关键因素,提高保压压力和注射温度可以降低制品的最终收缩,而模具温度对收缩的影响较小。     

残余热应力对复合材料修理金属裂纹板影响分析

本文建立了复合材料胶接修理金属裂纹板的三板有限元模型;采用分析金属裂纹板裂纹尖端应力强度因子的方法,分析了残余热应力对复合材料修理金属裂纹板修理效果的影响。结果表明,残余热应力对单面修理结构的影响小于双面修理结构。残余热应力对单面修理结构的影响由于裂纹板宽度比值不同而不同。补片与母板的热膨胀系数相差越大,残余热应力对修补效果影响越大。     

热力历史对PMMA残余应力和光学性能的影响

利用光弹测量对注射成型过程不同热力历史的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)样件进行了残余应力的定量表征,并测试分析了样件的透光率和雾度。研究表明,成型过程中的工艺选择对样件的残余应力影响显著,提高熔体温度和模具温度、增大保压压力和注射速度、缩短保压时间和冷却时间都可以有效降低残余应力;退火温度升高可明显削弱成型过程热力历史的差异,降低残余应力并使之趋于一致,偏差最小为0.71 MPa。热力历史对光学性能的影响与残余应力相关性较大,总体上残余应力降低,透光率升高而雾度降低,可分别达到93.1%和1.1%。     

残余应力分布对基板玻璃落球冲击强度影响的数值模拟研究

落球冲击强度是电子基板玻璃力学性能的重要指标,而残余应力对基板玻璃落球冲击强度有极大的影响。本文结合真实落球冲击试验,使用有限元方法对电子基板玻璃在不同残余应力分布模式下的落球冲击强度进行了数值模拟计算。结果表明,有限元数值模拟能够准确地反映落球冲击试验中的真实响应和基板玻璃破碎形貌。数值模拟中电子基板玻璃的落球冲击强度(通过残余质量率表征)和受冲击区域的残余张应力之间存在非线性关系,当残余张应力数值超过阈值时,落球冲击强度迅速下降。冲击区域存在的残余张应力对落球冲击产生的应力具有明显的放大作用,仅1.0 MPa的残余张应力就能使冲击产生的应力较无残余应力时提高约10 MPa,这是造成电子基板玻璃落球冲击强度下降的重要原因。