304不锈钢管道在役焊接内壁径向变形数值模拟

为保证管线在役焊接过程的安全和质量,避免烧穿的发生,本文采用焊接数值模拟软件SYSWELD对304不锈钢管道在役焊接过程的径向变形进行分析,分别讨论了管道壁厚、介质压力、介质种类对在役焊接径向变形的影响。结果表明,随着管道壁厚的增加,内壁中心点的最大径向变形量减小。当天然气介质压力小于3MPa时,随着压力的升高,径向变形减小;当管道内压为3MPa-10MPa时,随着压力的升高,径向变形逐渐增大。在管道内压为3MPa时,天然气介质的最大径向变形量大于水介质静态在役焊接的最大径向变形量。     

压力管道在役焊接烧穿失稳机制

采用压力管道在役焊接烧穿模拟试验装置,对在役焊接烧穿失稳进行了研究.观察了烧穿宏观形貌,测量了烧穿失稳熔池的尺寸,采用扫描电镜对失稳接头的表面和横截面微观形貌进行了观察分析,综合探讨了在役焊接烧穿的失稳机制.研究结果表明,在役焊接的变形为外凸变形,在带压水介质条件下焊接时,在熔池前端的高温区形成烧穿空洞.当焊接热输入逐渐变得较大时,热影响区晶粒变的粗大,晶间被氧化,晶间结构被破坏,产生裂纹,并且裂纹在应力作用下沿晶间扩展,降低了管道热影响区的材料强度,当此处剩余强度不足以承载管道内部压力时,发生烧穿失稳.     

海洋平台中高压管道在役焊接工艺专家系统的设计与实现

以SQL server为数据库软件,采用VB6．0为设计语言,设计了海洋平台中高压管道在役焊接工艺专家系统。该系统可以针对海洋平台输油管道复杂的条件指导在役焊接修复,用户输入相关条件即可进行相关WP8的查询和焊接工艺的制定,并且该系统具有很强的维护功能。     

不锈钢管线在役焊接工艺评定

对在役的316L不锈钢管线的局部减薄部位,采用套管修复方法对其修复。根据APISTD1104--2005标准,在自建的在役焊接动态实验装置上,对316L不锈钢套管修复焊接工艺进行评定。通过对套管环缝进行刻槽锤断试验,套管纵缝进行刻槽锤断试验、面弯和背弯试验,其检验结果均符合焊接工艺评定要求,说明制订的焊接工艺可对316L不锈钢进行在役焊接,该工艺对海洋平台不锈钢管线的在役焊接修复提供一定的指导意义。     

管线钢在役焊接热影响区显微组织的热模拟研究

为探讨在役焊接这种严酷的焊接条件下管线钢焊接热影响区显微组织的变化,采用焊接热模拟技术、金相分析及透射电镜对比研究了X70管线钢在役焊接热影响区和常规焊接热影响区的金相组织和精细结构.结果表明,在役焊接的快速冷却只对粗晶区的金相组织产生了较大影响,而对过渡区、细晶区和类母材区的金相组织几乎没有影响.金相显微镜下两者粗晶区的组织均为贝氏体铁素体和粒状贝氏体,但各组织的形态和数量不同.在透射电镜下观察,两者粗晶区的精细结构有较大差异,在役焊接粗晶区生成了少量细小的横穿贝氏体铁素体板条的板条马氏体,常规焊接粗晶区生成了少量的块状铁素体组织.     

微缺陷对在役焊接接头力学性能的影响

为了从原子层次揭示裂纹、空位等微缺陷对在役焊接接头力学性能的影响,从而得到焊接接头中最易失效的区域,本文采用焊接模拟软件SYSWELD对在役焊接过程进行模拟,计算熔池周围的温度场和应力场分布,然后利用LAMMPS软件建立含微缺陷的结构模型,以在役焊接过程中熔池下方区域的瞬时温度、应力状态作为计算条件,研究其在服役环境下的力学性能及微缺陷积累、扩展的动态演化机理.结果表明:在役焊接烧穿是一个宏观、微观结合的多层次过程;焊接电弧经过时,烧穿失稳更易发生在熔深最大处后方;熔池下方的各微区中,熔合线附近力学性能较差,在焊接热和应力的作用下最先失效;管壁材料烧穿时经历了微缺陷的形核、积累及扩展,整个失效过程伴随着空位、微裂纹的形成和扩展;空位、裂纹等微缺陷显著降低了结构的强度,在应力集中的作用下沿缺陷处起裂,严重破坏了结构的稳定性,大大加速了失效进程.     

漏磁通法油气管道在役检测技术

阐述了漏磁油气管道检测器（MFL—PIG）的技术发展过程和现状、原理和结构、检测系统的组成以及管道评价的数据要求，其中，对影响MFL—PIG精度的主要因素作了扼要地分析，并提出了相应的技术措施．     

基于可靠度的在役工程结构可靠性评估

本文根据在役工程结构及系统的特点, 结合已有的传统层次分析法的 基本思路和工程结构评估实际背景,构造了一个实用的、有良好操作性和理论性且定性与定量相结合的,基于可靠度的在役工程结构及系统的评估新方法。     

在役钢筋混凝土结构基于可靠性的疲劳寿命分析

本文以结构的极限疲劳循环次数作为随机变量,基于可靠性理论提出了在役结构疲劳剩余寿命的预测方法,分析了多种工况下结构在未来服役期内的疲劳可靠性和疲劳剩余寿命。算例表明,通过对在役结构疲劳寿命及可靠性的分析,不仅可以预测在目标可靠度下的疲劳寿命,而且可以根据需要确定合适的交变荷载的频率、服役时间以及相应的疲劳可靠指标,从而为结构的合理利用起指导性作用。     

在役基桩检测方法的数值模拟研究

对于在役基桩,由于桩顶部非裸露自由,低应变反射波法往往无法识别桩底反射。采用适宜的激振-检波配置方式,结合小波变换优良的时频特性,辅以双信号法定位桩底反射,可以较大程度的减小干扰,达到识别桩底深度的目的。通过建立桩-土-梁三维有限元模型,分别对梁顶及桩侧激振,对信号小波变换后,研究了不同激振-检波配置方式对波形的影响。结果表明：桩侧斜向激振时,检波点宜在激振面的侧面,且激振与检波点距上部结构一定距离有利于减小上部结构的干扰;在梁顶激振时,检波点宜在桩侧与上部结构保持一定距离;对小波波形双信号法的运用可进一步提高确定桩底深度的精度。     

核电站控制棒驱动机构Canopy焊缝焊接温度场和应力-应变场模拟

目的 研究机加工和拉拔2种成形方式下得到的填充环对Canopy焊缝的影响,获取焊接焊缝成形、焊接残余应力和变形的相关数据,以指导Canopy焊缝焊接工艺。方法 采用数值模拟的方法,建立Canopy焊缝焊接数值分析模型,模拟焊接温度场、焊接残余应力和焊接残余变形。结果 拉拔成形环焊接熔池高度为9 mm,机加工成形环焊接熔池高度为8.3 mm;机加工成形环焊接最大残余应力为255.6 MPa,而拉拔成形环焊接最大残余应力为277.8 MPa,均出现在管座紧贴焊缝的位置;机加工成形环焊接残余变形为0.19 mm,拉拔成形环焊接残余变形为0.186 mm,最大残余变形均出现在焊接起始位置附近,在焊缝与管座交接的位置。结论 熔池形貌直接影响了热影响区域的大小,拉拔Y型环焊接熔池高度更大,焊接的热影响区域更大;拉拔Y型环焊接残余应力略大于机加工Y型环焊接残余应力;机加工成形环和拉拔成形环焊接残余变形相近。     

40Cr钢流变应力的分析及模拟

研究了不同变形条件下流变应力的变化,发现流变应力与变形温度呈递减关系而与变形速率呈递增关系.在LudWik-Hollomon模型的基础上,提出了一个描述热/温变形的改进模型,该模型在对40Cr钢的模拟中表现出了较好的效果.硬化指数对变形温度不敏感,在低的应变速率下有一个不变值,而在高的应变速率下突然跃变.对峰值应力进行了预测,结果较为理想,预测值与实验值之间的平均相对误差和均方根分别为7.7%和17.59MPa.     

T形接头冷丝填充双热源协同焊接数值模拟

为提高T形接头的焊接效率、降低其焊接变形,本文提出了冷丝填充双热源协同焊接的工艺方法,主要利用有限元模拟技术研究了厚度6 mm的5083铝镁合金T形接头双热源协同焊接温度场、应力场及变形特征.模拟结果显示,双热源热输入相同的情况下,T形接头焊接温度场在立板两侧呈对称椭圆形分布,椭圆长轴与焊接方向一致,热源后方区域的温度梯度小于前方,主要是同时受到电弧与凝固焊道热量的叠加作用所致,热量分布范围拓宽;底板x方向的纵向残余应力呈\"多峰\"状对称分布,近缝区以拉应力为主,应力峰值为111.6 MPa;远缝区以压应力为主,应力值随着远离焊缝而变大,原因是距离热源越远,焊接热应力越小,压应力峰值为73.4 MPa;立板y方向从底部到顶部呈从\"拉\"到\"压\"的演变趋势,纵向残余应力先减小后微增,近缝区应力峰值为183 MPa,远缝区应力峰值为33.5 MPa;T形接头的横向收缩变形最大,变形量峰值为1.727 mm,主要与熔池金属冷却凝固时横向剧烈收缩、\"拉拽\"热影响区和母材有关.     

甲板分段焊接变形仿真与控制

采用热弹塑性有限元方法开展了甲板分段焊接数值仿真,基于三维Shell单元和双椭球焊接热源模型获得了结构温度变化和应力场,得到了甲板分段焊接变形及残余应力分布特点,同时探究了纵向和横向型材15种焊接装配顺序以及3种甲板分段拘束形式对残余应力和焊接变形的影响规律。结果表明,所设计的对称交替焊接方法对应的焊接变形最小,即先从船舯向舷侧焊接纵骨,再从中间向两端交替焊接横向桁材,最后从船舯向舷侧焊接纵向桁材;在甲板分段边缘和中心施加压条约束可获得变形控制与工作量的最佳平衡;通过优化焊接顺序和约束方式,可有效实现大型甲板焊接精度控制。     

装载机虎头结构焊接顺序优化数值模拟分析

装载机虎头存在突出的焊接变形问题,为了减小焊接变形,得到最优焊接顺序方案,利用热弹塑性有限元方法建立了有限元模型,并对装载机后车架虎头结构焊接变形进行了数值模拟计算.分析了虎头结构的四种变形趋势,定量地对比了不同焊接顺序下虎头结构各部位的最大焊接变形点,得到优化的焊接顺序.该顺序模拟结果:侧臂最大挠曲变形量为8 mm,框架扭转变形量为4 mm,侧臂收缩变形为12 mm.对预测的最佳焊接顺序下的变形模拟值和实测值进行了对比,结果表明,两者吻合良好.     

我国焊接材料的发展趋势

近年来,我国焊接材料的产量占到世界总产量的一半以上,并且随着国民经济的发展,我国焊接材料的消耗量仍将保持增长趋势。并且钢材品质的提高及品种的完善,对焊接材料提出了更高的技术要求。本文论述了近几年国内焊接材料的应用现状,分析了焊接材料的应用领域,总结出我国焊接材料的发展趋势。     

搅拌摩擦焊接全过程热力耦合有限元模型

利用ALE网格自适应技术及相应边界条件处理,建立搅拌摩擦焊接全过程(下压阶段和稳定焊接阶段)热力耦合有限元模型。采用6061铝合金焊件验证模型。结果表明:整个焊接过程温度场最高温度在463℃左右,低于材料熔点;稳定焊接6s后,焊件后方横截面上等效塑性应变区近似呈"V"形分布,前进边侧变形程度较返回边侧剧烈,变形范围更大。     

机械挤压矫正焊接变形的模拟与试验研究

利用自制的夹具对机械挤压矫正薄板焊接变形的效果进行了试验研究.采用有限元分析方法对常规焊件和机械挤压焊件的应力应变场及残余变形进行了模拟.试验和模拟结果均表明,对焊件施加平行于焊缝方向的纵向挤压力能够有效矫正薄板焊件的失稳变形.在适当的挤压力下,在远离焊缝的区域产生了纵向压缩塑性应变,而焊缝区由焊接过程导致的塑性应变值没有发生变化.机械挤压法能够降低薄板焊件焊缝区的纵向拉应力水平是其能够矫正焊接失稳变形的原因.