焊接接头残余应力分析

利用光弹性模拟试验技术，对常用的几种焊接接头的残余应力分布规律进行了研究，为进一步分析焊接结构的残余应力分布规律打下了基础。     

基于子模型技术的焊接接头疲劳强度评估

子模型技术基于圣维南原理,通过在整体模型上截取部分模型,以整体模型切割边界的计算位移值作为子模型的边界条件,从而高效地获取部分区域的计算分析结果.基于精细子模型建模技术和缺口应力法对典型对接焊接接头进行疲劳强度评估.算例结果表明子模型技术可以有效获得焊缝处缺口应力集中系数;与整体精细网格模型相比,子模型方法仅对局部模型...     

铝合金焊接接头疲劳强度试验研究

通过焊接接头疲劳试验,对铝台金3A21和5083焊接接头疲劳性能和相应S-N曲线进行分析,计算对接和不同角接头疲劳强度和曲线参数,分析不同接头几何形状和焊趾半径对疲劳强度的影响,并且对不同几何型式的接头以及铝合金与钢焊接接头疲劳试验结果进行比较。不同的承载方式和接头几何型式导致应力集中;焊趾半径大小决定应力集中程度,最终影响焊接接头的疲劳强度。     

考虑焊趾形貌的十字焊接接头疲劳评定研究

针对十字焊接接头,考虑焊趾形貌特征,分别建立了包含圆弧形焊趾和直线形焊趾的两种有限元模型,分析了焊趾局部的应力状态;以有效缺口应力为控制参量,估算了循环拉伸载荷作用下十字焊接接头的疲劳寿命;开展了相关疲劳试验,对估算结果进行了验证。研究表明焊趾形貌对焊接接头的疲劳特性有较大影响,圆弧形曲线可以较好地描述焊趾形貌,循环拉伸载荷作用下裂纹通常在焊趾部位萌生,且位于靠近焊缝端面的圆弧段凸顶点附近,考虑焊趾形貌的有效缺口应力法可以作为焊接结构疲劳寿命的有效评定方法。     

在役输气管道焊接接头开裂原因分析

佛两线天然气输送管道检测与评价时,发现管道内焊趾多处开裂。通过失效分析和管道服役环境调查,证明开裂原因是管道服役期间发生硫化物应力腐蚀开裂（ＳＳＣＣ）。管道输送天然气中Ｈ２Ｓ浓度高、天然气中含水蒸汽、内焊趾附近存在高的附加拉应力、严重的焊接缺陷（咬边、未熔合等）是导致管道焊接接头发生硫化物应力腐蚀开裂的主要原因。建议进一步加强管道防护,尽快开展管道的安全评价工作,以确保管道安全运行。     

GH99镍基合金薄板电子束焊接头疲劳性能研究

电子束焊作为一种先进的连接技术,具有能量集中、焊接速度快、热影响区小等特点,被广泛应用于工业工程、航空航天等国民经济的重要领域。随着航天飞行器发动机设计寿命的不断提高,主要结构部件的电子束焊接头疲劳性能越来越受到设计工作者的关注,研究电子束焊接头的疲劳性能已经成为焊接工作者一个重要的课题。本文采用电子束焊接工艺,制备了GH99镍基高温合金薄板对接接头。针对电子束焊接头,进行了显微硬度测试、疲劳性能的研究及疲劳失效机理分析。研究表明,电子束焊接头焊缝中心及热影响区的维氏硬度与GH99镍基高温合金母材金属基本相同,接头并未出现性能的不均匀性。对两种工艺下的电子束焊接头的疲劳S-N曲线分析表明,适当加大电子束焊焊接电流,有利于减少焊缝焊根部位的焊接缺陷,有利于提高电子束焊接头的疲劳性能,从而提高了焊接接头疲劳寿命。     

焊接接头质量等级评定方法与系统开发

为解决焊接结构设计中焊接接头质量等级评定的难题,研究了基于BS EN15085标准和结构应力法的质量等级评定方法。通过疲劳损伤等效原则,研究了获取等效计算疲劳应力的方法,进一步得到应力因数,结合安全等级,实现了等幅和随机载荷作用下焊接接头应力等级的确认和质量等级的评定。为了在实际工程中运用该方法,设计开发了一个可视化焊接接头质量等级评定系统。最后,以某铁路货车车体为评估对象,验证了系统有效性与实用性。     

起重机用Q355钢母材与焊接接头试件拉压扭转疲劳性能研究

文中选取4级应力水平,在应力比R=-1的情况下开展Q355钢母材和焊接接头试件的单轴拉压及扭转疲劳试验,每级应力下进行3个试样,得到不同应力水平的疲劳寿命,绘制出不同加载条件下的应力-寿命（S-N）散点图。另外,分别采用Basquin模型、指数模型和三参数幂函数模型对S-N散点进行分析,得到不同模型对于试验数据的拟合结果,为材料的工程应用提供了参考依据。     

缺口应力分析方法的发展及其在焊接结构疲劳分析中的应用

缺口应力分析方法是焊接结构疲劳分析的一种局部方法,因其直接注重于分析疲劳薄弱区域焊趾和焊根的应力应变状态而具有较高的准确性。以近年来的相关文献为基础,回顾了缺口应力法的发展历史和基本原理,总结了该方法的特点以及与名义应力法、结构应力法的异同。重点从虚拟缺口半径的取值、缺口疲劳等级(FAT)和寿命曲线斜度三个方面阐述了缺口应力法的最新研究进展和发展动向,并展示了该方法在多个工业领域内的焊接疲劳应用实例。本文旨在通过缺口应力法的全面介绍,为国内焊接结构疲劳强度设计提供先进的方法借鉴。     

应力大小对不锈钢焊接接头耐蚀性的影响

通过实验确定了奥氏体不锈钢焊接接头在硫酸-硫酸铁中腐蚀率变化最缓慢的时间为煮沸1.5h;同时对奥氏体不锈钢焊接接头进行部分去应力和完全去应力等热处理,结果发现,部分去应力可显著提高焊接接头的耐蚀性。     

焊缝曲线的数学模型及其仿真

自动焊机在对两相交管件焊接之前,为了实现焊枪准确的插补运动,利用空间解析几何推导出其相贯线的运动参数方程,结合计算机图形学在VC 界面下实现对焊缝的加工模拟仿真.     

浅析应力集中对焊接接头疲劳强度的影响

焊接结构能否承受交变动载荷主要是看焊接接头的疲劳强度.应力集中是造成焊接疲劳的一个重要因素,采用改善焊缝几何形状、焊接接头类型等措施来降低应力集中可以有效地提高焊接接头的疲劳强度.     

980钢焊接接头在谱载荷作用下的疲劳裂纹扩展

对980钢焊接接头在谱载荷作用下的疲劳裂纹扩展行为进行了初步研究，用980钢焊接接头掉成两种标准CT试件，裂纹分别开在焊缝金属上和焊趾处平行于焊缝方向，在两种谱载荷下进行了疲劳裂纹扩展试验，采用Wheeler模型进行谱载荷作用下裂纹扩展分析。得到焊缝金属的载荷延滞效应明显，而焊趾处金属的载荷延滞效应不明显的初步结论。     

基于新裂纹扩展驱动力参量的焊接接头疲劳裂纹扩展的研究

传统上疲劳裂纹扩展速率以一个参量——应力强度因子幅(PARIS模型)或有效应力强度因子幅(ELBER模型)来表达。PARIS模型不能统计应力比效应和变幅加载历史。ELBER裂纹闭合模型虽被广泛应用,但确定其开闭口载荷的测量方法很多,且测量结果均存在主观性。最近研究表明,疲劳裂纹扩展不仅依赖于应力强度因子幅,还与最大应力强度因子有关。并且KUJAWSKI提出了两参量模型,该模型避开了有争议的裂纹闭合效应。基于一个载荷循环中柔度变化与裂纹尖端开闭口与弹塑性行为的关系,提出一个新的具有物理意义的两参量驱动力模型。针对Q345钢焊接接头各区域进行两种应力比R=0.1和0.5的疲劳裂纹扩展试验。使用该模型针对Q345钢焊接接头各区域的疲劳裂纹扩展数据进行验证。结果表明,提出的新模型在预测应力比对裂纹扩展速率的影响时比上述三个模型更有效。     

压力容器焊接接头疲劳统计特征研究进展

本文针对压力容器焊接接头的疲劳失效 ,从载荷、材料性能、断裂韧性和疲劳裂纹扩展等方面对目前的各种模型研究现状进行评述 ,并对以后的研究方向提出了看法。     

动车铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能的研究

分析了动车用6005A铝合金的搅拌摩擦焊接头的显微组织及疲劳性能。研究表明:接头表面有Al2O3生成,接头焊核区是细小的等轴晶,并有"洋葱环"形貌,热影响区晶粒粗大,接头的疲劳强度低于母材,但高于MIG焊,疲劳断口为韧窝与准解理的混合断口。     

大尺寸S型焊接金属波纹管刚度及薄板焊接接头应力分析

建立大尺寸S型焊接金属波纹管非对称截面有限元模型,采用ANSYS对其在弹性范围内的轴向刚度进行模拟计算,并与试验结果及经验公式计算结果进行对比。模拟结果与试验结果及经验计算值非常接近,说明可以用AN-SYS来模拟计算刚度,从而解决了大尺寸焊接金属波纹管刚度难以测量的问题。波纹管膜片的最大应力集中在内圆焊接处,可通过改善内圆焊接处的应力状况来提高波纹管的使用寿命。对薄板不同大小焊接接头的应力进行分析,结果表明,当焊接接头的截面半径为板厚的1.5倍时,焊接接头处应力值比较小,不易发生应力集中和失弹现象。     

HG80钢及其焊接接头的疲劳裂纹扩展

为适应大型工程机械焊接用钢需要，对低合金高强度钢HG80及其焊接接头的疲劳裂纹扩展速率进行了研究。结果表明，疲劳裂纹扩展速率对钢板的轧制方向不敏感，焊缝及热影响区疲劳裂纹扩展速率明显低于基材。在排除焊接残余应力导致的裂纹闭合效应后，焊缝及热影响区疲劳裂纹扩展速率与基材相当。     

蒸汽发生器人孔焊接密封的螺栓疲劳分析

采用方法简单、操作性好的二维轴对称单元对蒸汽发生器焊接密封结构的人孔螺栓进行疲劳分析,并按ASME Ⅲ-NB标准进行评定。将计算结果进行对比分析,发现螺纹疲劳减弱系数对螺栓疲劳强度的影响非常大。螺纹加工方法和螺纹牙底圆角是影响螺栓疲劳强度的关键性因素。同时,根据分析结果给出了提高螺栓疲劳强度的措施,并针对蒸汽发生器焊接密封结构人孔螺栓给出了处理方法。