基于应变硬化模型的复合自增强圆筒的应力分析

自增强是通过提高压力容器的残余应力来增强他们的承载能力和疲劳寿命。自增强复合圆筒可以承受比一个具有相同尺寸的单层圆筒更高的压力。引入了应变硬化模型,对自增强复合圆筒的残余应力进行了分析,并对其分布进行了预测。研究表明:复合圆筒内壁的切向残余应力和应力幅随着超应变度的增大而增大。缩套是提高压缩残余应力的一个非常有效的方法。     

薄壁圆筒件残余应力沿层深分布的X射线法测试与分析

用 X 射线应力分析仪对强力旋压薄壁圆筒残余应力沿壁厚层深的分布规律进行了测定与分析.文中给出的 X 射线法测定圆筒产品三向残余应力分布计算公式,经实际应用验证是正确可行的,测试结果与其它四种方法的测试结果比较是相符的。最后对该产品中残余应力的形成机理进行了探讨.     

Al2O3陶瓷材料的残余应力与性能

利用自制的应力常数测定附件,成功地在X射线衍射仪上测定了Al_2O_3,陶瓷材料的应力常数及表面残余应力。介绍了测量方法。用(401O)晶面测定时,可用Al_2O_3的机械弹性常数代替X射线弹性常数。对Al_2O_3/ZrO_2陶瓷高温脱Y_2O_3可以引发表面t→m-ZrO_3相变,并引入表面残余压应力,材料的抗弯强度随材料中表层亚稳t-ZrO_2含量增加和表面残余压应力增大而提高。     

对接焊铝合金板材残余应力的X射线测试

用X射线衍射法对对接焊LD10铝合金板材表面残余应力进行测试试验,对比半高宽法和抛物线法,得出残余应力分布情况,并对其进行分析.分析结果表明两种定峰方法所得应力测定值较接近,且抛物线法所得应力分布曲线在大多数情况下处于半高宽法所得曲线下方,即抛物线法所得拉应力值偏低,压应力值偏高.同时,半高宽法较抛物线法对衍射峰的重复性、稳定性、适应性要好,应力测定的准确度较高,且采用X射线衍射法测量残余应力分布数据可靠,是一种有效的应力测试方法.这些结论对LD10铝合金板材的焊接残余应力分布具有参考意义.     

热预应力自增强厚壁圆筒研究

厚壁圆筒自增强处理技术的关键在于预应力。传统的自增强处理技术采用的是机械预应力方法,即在圆筒投入使用前,对其施加超过操作压力的自增强压力,使之获得残余预应力。考虑到厚壁圆筒内、外壁存在温差时,筒壁中有热应力产生,因此针对厚壁圆筒自增强问题,提出了以热应力作为预应力的自增强技术。具体研究了圆筒壁厚、温差等对热应力与总应力(热应力与操作应力的叠加)的影响、热应力与总应力的变化趋势、各种参数间的约束条件;在分析热应力与总应力特性的基础上,得出最佳设计条件,提出了基于第四强度理论的热预应力自增强厚壁圆筒的设计方法。结果表明,热预应力能有效地降低和均化厚壁圆筒的操作应力;按照所提出的设计方法,在确保圆筒安全的前提下,可使圆筒获得最大的承载能力和最小的壁厚。     

磨削表面层残余应力的三维试验研究

用X射线法对磨削表面层残余应力进行了三维空间的测定和研究。结果表明，摩削表面层的残余应力呈三维空间分布，并且残余应力的主应力方向不平行或不垂直于摩削表面。     

浮顶油罐的电测应力与磁测残余应力分析

本文介绍了由国外引进的十万立方米浮顶油罐的电测应力及磁测残余应力情况。根据电测应力结果与理论计算结果的对比分析,指出了值得我们设计上借鉴与改进的方面。同时,本文探讨了磁测法测定油罐罐壁残余应力的可行性,并对磁测残余应力结果进行了定性分析     

轮廓法测试残余应力中的数据处理

使用轮廓法测量铝合金T形构件淬火残余应力,重点研究了测量误差的数据处理。采用包络处理、左右轮廓平均、Gauss混合模型拟合以及节点插值处理后,得到最终轮廓值,并将其作为边界条件反向加载到应力重构有限元模型中,得到待测面应力场。使用X射线衍射法对待测面边界处应力进行修正。将测量结果和有限元模拟淬火结果进行对比,利用统计学方法分析对比结果。结果表明：轮廓法和X射线衍射法结合可以很准确地描述T形构件淬火残余应力场。T形构件淬火残余应力最大拉应力出现在筋条和腹板交界处,靠近腹板一侧。     

残余应力测试技术的进展与动向

针对几种常见的残余应力测试方法的研究进展与应用现状,指出了较为成熟的残余应力测试方法是盲孔法和X射线法,但盲孔法受限于对测试对象有损伤,X射线法受限于测试条件的苛刻,其它的残余应力测试方法在有效性、准确性和操作简便性等方面还不能很好地满足工业需求.而利用压痕法测量残余应力是一个值得关注的研究动向,在局部压载作用下,材料...     

纳米ZrO2陶瓷超声振动磨削表面残余应力试验研究

采用超声振动磨削和普通磨削方式,利用X射线衍射分析仪,对纳米氧化锆陶瓷表面残余应力进行了研究.实验结果表明,纳米氧化锆陶瓷磨削表面产生的残余应力都表现为压应力;随着磨削深度的增加,超声振动磨削表面残余应力减小趋势较缓;磨削表面残余应力随着磨粒的增大呈上升趋势,且普通磨削表面残余应力上升的趋势较超声振动磨削的要快.     

磁测法在GCr15钢制轴承零件残余奥氏体测试中的应用

介绍了磁测法检测残余奥氏体含量的原理,并对大量GCr15钢制轴承零件的残余奥氏体含量进行了检测。通过与X射线衍射法的对比分析,证明磁测法的稳定性好、灵敏度高,适用于残余奥氏体含量的检测。     

基于三剪统一强度准则的厚壁圆筒自增强分析

基于三剪统一强度准则,考虑材料应变强化效应、包辛格效应、拉压异性及中间主应力的影响,采用双线性强化材料模型对厚壁圆筒进行自增强分析,得到了厚壁圆筒加载应力、残余应力和工作应力的解析解,提出了最佳自增强压力的计算方法,探讨了拉压比、强度准则变化参数的影响,比较了自增强处理和非自增强处理及双线性强化模型和理想弹塑性模型厚壁圆筒的应力分布差异。研究结果表明：厚壁圆筒的最佳自增强压力随半径比和强度准则参数的增大而增大;工作时的最大等效应力随半径比和强度理论参数的增大而减小,随拉压比的增大而增大;自增强等效应力的最大值在弹塑性分界面处,且应力沿壁厚的分布较均匀;与理想弹塑性模型相比,双线性强化模型所对应的弹塑性分界面半径和残余应力较小,且随着自增强压力的增大,两种模型的差值越来越大;等效应力随半径比的变化规律可为厚壁圆筒选择合理的壁厚提供一定的参考;自增强技术可改善厚壁圆筒工作时的实际应力分布,提高其极限承载能力。     

焊接残余应力测试方法的研究

在同一焊接试板同一部位分别用钴孔法及X衍射法测量焊接残余应力,通过分析对比发现钻孔法测试残余应力结果是可信的,而X射线衍射法所测得的残余应力值应减去钢板表面原有的轧制残余应力后才是焊接残余应力。本文还把上述两种方法的测试结果与Masubuchi提出的对接焊缝内纵向残余应力的分布进行比较,提出了工程中估算残余应力的方法。     

轴类零件大面积堆焊残余应力及组织性能分析

针对残余应力、组织成分对再制造堆焊层质量的影响,运用仿激光焊技术,采用H13CrMoA焊丝,在变速箱主动轴上整周堆焊不同厚度的焊层,用X射线残余应力分析仪测试堆焊层表面的残余应力,电解抛光堆焊层,分析堆焊层的应力梯度和界面应力,通过X射线能谱仪（EDS）分析堆焊层界面处成分分布,用扫描电镜（SEM）观测其组织形貌,结果表明：堆焊层表面峰值应力为拉应力,且随厚度的增加变化不大;沿垂直于单条焊缝中心线至轴心线方向所测的应力存在一定应力梯度,A0和A1界面处残余拉应力较大,A2界面处为较小残余拉应力;堆焊层界面处组织成分分布较均匀。     

外压自增强圆筒的设计计算方法

基于特雷斯卡(Tresca)屈服条件,在导出外压圆筒弹-塑性应力解析解的基础上,建立了外压自增强圆筒基本理论,进而提出了相应的设计计算方法。结果表明,虽然外压圆筒的弹性及弹-塑性应力解析解与内压圆筒不同,自增强处理后的残余应力也不同,但外压与内压圆筒的残余应力的当量应力、操作压力引起的弹性应力的当量应力、总应力的当量应力及弹-塑性应力的当量应力均相等,从而导致外压圆筒自增强与内压圆筒自增强的许多结果在形式上一样。     

X射线衍射法测量高温合金波纹管残余应力

X射线衍射法是一种晶体材料残余应力无损检测方法,可快速、精确地对材料局部残余应力进行测量.波纹管是运载火箭管路系统中的关键部件,其成型过程中材料会发生较大变形,由此产生的残余应力对波纹管的疲劳寿命有重要影响.采用X射线衍射法对高温合金波纹管成型前管坯、波纹管成型后和波纹管退火热处理后的残余应力进行了测量,结果表明,高温...     

不同材料硬化模型模拟13MnNiMoR钢超厚圆筒对接环焊接残余应力

通过不同温度(20～800℃)低周疲劳试验研究了13MnNiMoR钢在循环载荷下的塑性变形行为;对低周疲劳试验数据进行拟合,得到不同温度下的硬化模型材料常数,分别采用混合硬化模型、等向硬化模型和随动硬化模型对13MnNiMoR钢超厚圆筒对接环焊接残余应力进行模拟和对比,并与X射线衍射测试结果进行对比。结果表明:13MnNiMoR钢是一种循环软化材料;不同硬化模型得到的环向残余应力预测结果的差异大于轴向残余应力的,且得到的内壁面残余应力预测结果的差异大于外壁面残余应力的;等向硬化模型高估了焊接残余应力,随动硬化模型则低估了残余应力,采用混合硬化模型预测得到的焊接残余应力与X射线衍射测试结果最接近,能够更准确地预测超厚板多层多道焊的焊接残余应力。     

大直径大夹角顶盖贯穿件非对称J形焊缝结构设计优化及残余应力研究

为防止焊接残余应力引起反应堆压力容器顶盖J形焊缝腐蚀开裂,通过增加焊缝连接面积和减小结构不连续面的方法对大直径大夹角顶盖贯穿件J形焊缝结构进行设计优化,采用X射线衍射法测贯穿件外壁残余应力、盲孔法测量贯穿件内壁残余应力,得到内外壁残余应力数值和分布规律,确认优化后的焊缝结构能将残余应力降低到验收下限值的70%左右,有效提高反应堆压力容器的结构完整性和安全裕量,为后续的结构设计优化方向提供指导。     

X射线法测量铸造支座的残余应力

采用无损X射线衍射技术,利用X-350A型X射线应力测定仪的侧倾固定ψ法测量铸造支座的残余应力,得到铸造支座底部和铸造支座圆柱部位的残余应力值以及一般分布规律。采用标准偏差计算方法得出铸造支座底部和圆柱部位残余应力的取值区间,为今后支座铸造工艺设计、制造、支座结构设计等提供指导,改善热处理工艺。     

圆锥滚子形变强化表层的残余应力分布

用X射线衍射方法测定了形变强化圆锥滚子沿层深的残余应力分布、X射线半高宽和表面残余奥氏体量。结果表明：圆锥滚子强化表层存在残余压应力；残余压应力峰出现在距表面约2001μm处，峰值随强化时间延长而增大，强化16h达最大，此后则减小；强化过程中滚子表面及次表面X射线半高宽减小，约在50μm处有一极小值。