压力容器接管焊接残余应力及变形的数值模拟研究

以含有六个接管的1000MW级压水堆核电站反应堆压力容器中筒体与接管连接处马鞍形焊缝为研究对象,利用热弹塑性有限元数值模拟方法详细研究了不同焊接线能量下马鞍形焊接接头处温度场、残余应力场以及变形的大小和分布情况,并在焊后将构件进行高温回火处理,即整体加热到610℃保温3 h后空冷。结果表明,在满足焊接的条件下,2.57 kJ/mm的线能量焊后焊接残余应力和变形均小于线能量为2.75和2.89kJ/mm焊后,焊后热处理使得焊接残余应力和变形在一定程度上得到了改善。     

汽车装焊夹具CAD系统仿真技术的研发

应用先进的ACIS三维几何造型内核进行汽车装焊夹具CAD系统的研究与开发，建立了基于ACIS的产品结构模型，给出了设计过程中对夹具零件进行即时运动模拟的解决方案。     

预置应力对圆筒纵缝焊接变形影响的数值模拟

利用有限元分析软件模拟了厚度为5mm的5A06铝合金圆筒纵缝焊接过程.对残余应力在整个简体上的分布进行了定量的描述,并进行了试验验证.通过加载的方法,在圆筒上施加一定的预置应力,使之产生的拉伸塑性变形与焊接时在焊缝及其附近所产生的压缩性变形部分抵消,达到控制焊接变形的目的.结果表明,该方法能有效控制圆筒纵向收缩及角变形.     

电磁锤随焊锤击控制焊接应力变形新工艺

通过用电磁锤锤头对焊后尚处于高温状态的焊趾和焊缝区金属施加一定频率的锤击力,迫使焊趾处的金属向焊缝中心流动,抵消致裂拉伸应变,达到防止焊接热裂纹的目的;同时使焊缝金属在纵向和横向充分延展,降低了焊接残余应力.试验结果表明:该工艺简单可靠、轻便灵活,不但能控制焊接变形、防止焊接热裂纹的产生,而且能使焊缝组织均匀细化;与未锤击时相比,试件焊缝纵向残余应力平均下降了约90%.     

温差拉伸控制铝合金薄板的焊接变形

对两种形式的温差拉伸控制铝合金薄板焊接残余变形的效果和规律进行了研究。研究表明,由随焊激冷造成的动态温差拉伸减小焊接变形的效果受夹具自身散热条件的影响较大：不采用整体预热时,难以造成马鞍形温度场,此时减小焊接变形的机理主要是焊接线能量的等效降低;采用整体预热后,能够造成一定程度的温差拉伸,减小焊接变形的效果明显提高。中间冷却两侧加热的静态温差拉伸能够造成显著的马鞍形温度场,充分发挥温差拉伸的作用,     

GTAW焊接轿车尾气催化转化器焊接残余应力的有限元预测

基于SYSWELD软件开发的有限元方法模拟轿车尾气催化转换器的GTAW焊接过程,预测了焊接温度场和残余应力的分布.结果表明:直焊缝的纵向和横向残余应力完全关于焊接线对称分布.然而,在环焊缝的焊接开始/结束位置,轴向和环向残余应力分布同稳态时的分布具有明显的不同,主要特征是具有大的衰减梯度.     

大线能量焊接用钢模拟热影响区的组织与性能

研究了一种低碳低合金600MPa级耐大线能量焊接用钢模拟大线能量输入焊接粗晶热影响区（简称CGHAZ）的微观组织及力学性能。结果表明，大线能量模拟CGHAZ具有优良的强韧性配合（σs≥490MPa，σb≥610MPa，-20℃时AKV≥47J）。模拟热循环过程中CGHAZ中的高温稳定的复合夹杂物促使针状铁素体的形成，针状铁素体的数量与输入线能量有关。奥氏体和铁素体晶粒大小及针状铁素体数量显著影响焊接粗晶热影响区的力学性能。     

某钢制储油罐的焊接变形分析及控制

在详细分析钢制储油罐组件焊接工艺特点的基础上,建立了斜接管与简体的焊接有限元模型,采用间接法实现了热-结构耦合分析,定量地描述了焊接温度场与应力场;将拟设计的焊接夹具引入焊接数值模拟过程,为焊接变形控制及夹具设计提供了理论依据.实践证明,焊接数值模拟方法能够准确预测焊接变形,实现了焊接夹具的稳健设计.在现有焊接工艺基础上,焊接夹具有效降低了产品的焊接变形,使焊接质量一次性合格率在98％以上,焊后组件尺寸及几何公差均达到图样要求.     

横向间断肋条湍流减阻大涡模拟分析

目的 通过改变肋条结构,提高传统肋条的减阻效果。方法 基于Walsh肋条减阻实验,利用LES理论的WALE模型以及PISO算法,对传统连续肋条及新型间断肋条进行了仿真模拟计算,其中梯度求解基于Green-Gauss节点格式,压力求解采用二阶格式,动量方程求解采用中心差分格式,时间离散采用二阶隐式格式。通过对比分析两种不同肋条结构流场湍流流动的细节及肋条的减阻率,探究新型肋条结构的减阻作用和机理。结果 LES方法准确地再现了Wlash实验的流场细节及计算结果,相同计算条件下,传统连续肋条表面摩擦减阻率和黏性减阻率均为4.641%,而新型间断肋条表面摩擦减阻与黏性减阻率高达9.317%和6.306%。结论 新型间断肋条相较于传统连续肋条的表面摩擦减阻率和黏性减阻率皆得到了较大的提升。新型间断肋条具有较高的减阻率是由于横向肋条阻断作用使得大涡旋受到抑制而分裂成较小的涡旋,降低了近壁面流体的流速,减弱了湍流扰动对流体的影响,使低速流体更加稳定的发展。     

Numerical Analysis of Welding Residual Stress and Distortion in Laser＋GMAW Hybrid Welding of Aluminum Alloy T-Joint

A 3-D finite element model is developed to predict the temperature field and thermally induced residual stress and distortion in laser+GMAW hybrid welding of 6061-T6 aluminum alloy T-joint. And the characteristics of residual stress distribution and deformation are numerically investigated. In the simulation, the heat source model takes into account the effect of joint geometric shape and welding torch slant on the heat flux distribution and a sequentially coupled thermo-mechanical method is used. The calculated results show that higher residual stress is distributed in and surround the weld zone. Its peak value is very close to the yield strength of base metal. Besides, a large deformation appears in the middle and rear part of the weldment.     

ZL205A铝合金大型薄壁件淬火过程模拟与变形控制

采用有限元分析方法,使用ABAQUS软件对ZL205A铝合金大型薄壁件的淬火过程进行模拟与研究。通过分析ZL205A铝合金大型薄壁件淬火变形的成因,提出一种在厚壁增加快冷装置的方法,控制工件淬火变形。     

夹具约束对铝合金薄板焊接变形的影响

采用热弹塑性有限元技术对不同夹具拘束情况下铝合金薄板焊接过程进行了数值模拟,并利用脉冲氩弧焊接工艺、不同的夹具布置形式,研究了厚度为5 mm铝合金薄板构件的挠曲变形.结果表明,冷却过程中夹具对焊缝附近的塑性变形区的收缩等效于反向拉伸,可减小纵向残余塑性应变,因此利用夹具的拘束作用可以控制和减小铝合金薄板焊接残余应力和变形,但夹具对焊缝及附近区域的拘束程度不同,控制焊接变形的效果也不同.采用合理的夹具布置可以将薄板的纵向残余挠度控制在1 mm左右.     

基于PLC和触摸屏的车身总装夹具控制系统设计

车身总装工艺是白车身生产的关键工艺,论文用程序自动控制代替手动气压控制,确保达到车身总装质量和生产效率的要求.该设备的控制系统是以PLC控制技术为核心,以触摸屏为人机操作界面,采用二者配合控制实现了车身总装夹具的控制要求.设备已经投入生产,运行结果表明:该系统在降低了设备成本的同时,有效的缩短了生产周期,对其它类产品设计有一定参考价值.     

大跨度大截面厚板屋面钢梁焊接制作工艺

本文介绍焦柞电厂上大压小厂房大跨度、大截面、厚板屋面梁工厂制作,特别对大跨度、大截面、厚板屋面梁制作工艺及制作要求等方面进行较详细阐述,为今后同类工程制作提供借鉴。     

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。     

应用Designer与HFSS对激光焊接工艺的联合仿真

应用Designer与HFSS联合仿真技术研究激光焊接工艺对连接性能的影响。首先,在HFSS中建立一个标准的BGA焊点模型,通过改变其尺寸参数仿真,得到使回波损耗最小的参数组合;随后,在Designer中建立激光模型,把HFSS中的焊接连接工艺模型以N端口元件的形式嵌入到Designer建立的激光中,进行联合仿真;最后,对嵌入焊接连接工艺前后的仿真结果进行对比分析,得出焊点及焊点尺寸的改变对激光性能的影响。在高频段,随着焊点高度的增加,焊点的回波损耗随之减小,当焊点高度为0.50 mm时,回波损耗最小,因而应优先选择0.50 mm的焊点高度。     

基于UG和ADAMS平台下汽车焊装夹具干涉的分析与解决

阐述了车身焊装夹具的各种干涉形式.同时介绍了如何利用ADAMS软件,配合UG进行焊装夹具的干涉分析及干涉问题的参数化解决方案.     

焊材的发展与焊机的配套

从国外焊材发展趋势来看：气保焊用实芯焊丝，药芯焊丝占主导地位，已过半数。根据这一客观发展的需要，有必要研究焊材和焊机有机地配合，以求得共同发展。本文拟就此配套问题进行有益的探计讨     

埋弧自动焊在P91钢厚壁管道焊接中的应用

随着电力工业的迅速发展.超临界、超超临界机组不断开始兴建.单机容量已达到1000MW,温度提高到605℃.与此同时.电站管道的壁厚也在不断增加,传统的管道焊接手工操作已不能满足工厂化配管的需要,成为制约配管水平的一个重要因素.发展自动焊接,提高焊接质量,减轻焊工劳动强度,提高经济效益,缩短施工工期是一个必然趋势.埋弧自动焊如能在实现电站工厂化配管中得以应用.将是一种理想的焊接方法,有广阔的应用前景.我们在这方面做了一些卓有成效的工作.     

大型薄壁组焊椭圆封头尺寸及变形的控制工艺

叙述了在压力容器制造中,当简体组装、封头分片压制后,焊接大型薄壁椭圆封头,其尺寸和角变形量的控制工艺。