混凝土电杆加固结构焊接残余应力的有限元分析

依据热弹塑性理论,建立了混凝土电杆Q235钢加固结构对接接头的三维数值分析模型,利用ANSYS有限元软件对混凝土电杆Q235钢加固结构焊接残余应力场进行了模拟计算,并分析了其应力分布特征。结果表明:焊缝及附近区域产生应力集中;相较于横截面的x、y方向应力,z向(焊接方向)的残余应力峰值较大,其拉应力峰值高于屈服强度。焊缝中心内外表面残余应力沿平行于焊缝方向的分布均为起弧端和熄弧端位置波动比较明显,中间部分变化平缓,且外表面的z向等效应力较大,达到材料屈服强度,内表面应力均较小。     

低碳钢管道焊接残余应力有限元分析

利用ＡＤＩＮＡ非线性分析有限元程序,对低碳钢管道环焊缝接头焊接残余应力进行有限元分析。在热弹塑性分析中考虑了材料热物理和力学性能依赖于温度变化。结果表明：在管道接头内表面焊缝中心及近缝区轴向和环向残余应力均为拉应力,随离开焊缝距离的增加,逐渐过渡为压应力。在管道接头外表面焊缝中心处的轴向残余力为压应力,而环向残余应力为拉应力。计算预测值和实侧值基本一致,表明有限元法能够经济而有效地预测管道环焊缝接头的焊接残余应力。     

5A06铝合金焊接残余应力有限元分析

利用热弹塑性有限元方法对5A06铝合金焊接接头的温度场和残余应力场进行模拟.有限元模型中选用三维实体单元,考虑材料物理性能随温度的变化和周边对流、辐射散热的影响.在模型中运用移动的三维双椭球体热源作为输入热源来模拟焊接过程,最终获得了焊接温度场和残余应力场.将有限元计算结果与残余应力的实测结果进行了对比,模拟结果与实测值有较好的一致性.     

颚式破碎机机架焊接残余应力有限元分析

运用大型有限元分析软件ABAQUS,对实验用小型颚式破碎机的机架进行焊接残余应力数值模拟分析。采用轴对称模型,选择双椭球热源,考虑材料热物理性能与温度的非线性关系,运用生死单元法模拟多道焊的焊接过程,探讨了预热和焊后热处理对焊接残余应力的影响。分析表明,对破碎机机架进行预热后,残余应力减小了14.66%,经过焊后热处理,残余应力减小了45.11%。     

结构件焊接残余应力的热弹塑性有限元分析

运用有限元软件Marc,采用本文建立的分段移动温控式组合型热源模型作为焊接热源,利用一系列减少步长数、增强收敛等技术,在保证较高精度的前提下,高效地完成了挖掘机动臂热弹塑性有限元分析,预测了挖掘机动臂残余应力,并与实测结果进行比较分析。结果表明,分段移动温控式组合型热源模型具有操作简便、计算效率高、模拟精度高的特点,其获得的残余应力分布和大小与实测结果十分吻合,为调整残余应力提供了理论依据。     

燃气管道焊接修复残余应力的有限元分析

运用大型有限元分析软件ABAQUS的热-力耦合功能,对20钢燃气管道全补焊和局部补焊修复方式进行有限元模拟,获得了这两种修复方式焊接接头的残余应力分布情况。同时对内压与焊接残余应力共同作用下的补焊接头进行有限元分析。结果表明,采用全补焊方法修复后的燃气管道焊接接头残余应力明显小于局部补焊;而且在内压与焊接残余应力共同作用下,全补焊接头有较低的拉应力。这说明全补焊接头的承载性能更好,同时降低了燃气管道应力腐蚀开裂的可能性,适合工程应用。研究结果为优化燃气管道焊接修复工艺提供了理论基础。     

基于有限元的船舶GMAW焊接残余应力分析

针对改进熔化极气体保护焊接工艺参数的研究不断进行,发现残余应力和应变的大小对焊接过程中零件材料、焊接参数和结构有很大的影响。利用有限元软件ANSYS进行热—结构分析可以模拟出AISI202船用高强度钢采用熔化极气体保护焊情况下的温度分布,模拟结果表明,熔合区的残余应力值比其他部位要高,在熔合区和接近熔合部位容易出现裂纹、疲劳和应力腐蚀等现象,最终导致零件在焊缝处断裂,模拟仿真手段相比于早期试验过程,具有省时、省力、省成本等优点。     

薄板结构焊接残余应力的数值分析

运用有限元方法,对大型客车车身薄板结构焊接时采用的电铆焊、连续焊、断续焊及塞焊的残余应力进行了热-弹塑性数值模拟.分析了连续焊缝、电铆焊和塞焊残余应力分布特点.结果表明,电铆焊、塞焊、断续焊所产生的应力场为波浪起伏的不均匀拉应力,不会造成薄板结构的失稳变形.而连续焊时焊缝区域为拉应力,远离焊缝区域为压应力,此压应力造成薄板结构的失稳变形.模拟结果为薄板结构焊后失稳变形的评判提供了理论参考.     

套管修复焊接残余应力三维有限元模拟

套管修复是一种重要的在役焊接修复技术,然而在操作过程中由于内压和温度场的影响会不可避免地产生焊接残余应力,对应力腐蚀开裂造成很大的影响。本文采用有限元法对套管修复产生的焊接残余应力进行研究,编写了套管修复纵向双工焊接和环向焊接的移动热源子程序,与套管内压进行耦合计算,得到了套管温度场及应力场分布规律。结果表明,环焊缝焊接接头处产生的环形应力最大,轴向应力次之,径向应力最小。内管上纵焊缝区域的残余应力很小,对内管强度不产生影响。在套管纵焊缝和环焊缝的T型接头处的应力水平较高,已经达到材料屈服强度,成为最薄弱环节,应该引起足够的重视。     

钛合金与不锈钢钎焊接头残余应力有限元分析

通过有限元分析的方法对TC4钛合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢钎焊接头残余应力场进行分析,计算工艺参数对接头应力分布的影响.结果表明,在TC4、不锈钢母材与钎料接头两侧的界面区附近形成应力集中,并且在距离钛合金母材0.45mm处等效应力达到最大值.钎焊间隙在50μm时应力值最小,钎料的线膨胀系数在12×10-6℃-1时接头内应力达到最小值,连接温度对这些残余应力的集中与分布影响很小.     

中厚板机器人横焊接头残余应力的有限元分析

依据热弹塑性理论,建立了中厚板机器人多层多道焊三维热力学有限元模型。利用ABAQUS有限元分析软件对中厚板机器人横焊接头残余应力场进行了模拟计算,并对其分布特征进行了分析。分析结果表明,接头表面的纵向残余应力在焊缝区域内表现为拉应力,在远离焊缝的母材区域内表现为压应力,且开坡口一侧母材区域的残余压应力值高于未开坡口侧;对于横向残余应力,接头表面表现为拉应力,且焊缝区域附近拉应力较高,焊趾处出现应力峰值。对于接头横截面,沿板厚方向上,焊缝区表现为拉应力;沿板宽方向上,近焊缝上下表面区均为拉应力,焊缝中心区域则表现为压应力。将模拟结果与盲孔法测试结果进行对比,两者较吻合。     

多层焊对接接头焊接残余应力有限元分析

运用大型有限元计算软件ANSYS,结合弹塑性有限元理论对Q345锰钢对接接头的温度场和残余应力场进行模拟。有限元模型中选用三维实体单元,考虑材料物理性能随温度的变化和周边热交换。运用生死单元技术模拟焊缝金属的填充过程。得到了三维单层焊和两层焊焊接温度场和残余应力场,并对计算结果进行分析。     

有限元分析模拟焊接过程中的变形和残余应力

通过应用ANSYS软件对法兰和筒体焊接过程进行模拟,介绍焊接过程中温度场、应力场的分析方法,采用"单元生死"法模拟焊缝的依次生成,利用直接法由温度场计算热应力和焊接变形,使用APDL语言进行参数化编程,并针对实际焊接过程中产生的焊接变形和焊接残余应力提出预防措施。     

输电塔GMAW-P焊接加固件残余应力的数值分析

综合考虑接头几何特征,基于热弹塑性力学机理,建立输电塔脉冲熔化极气体保护焊(GMAW-P)加固构件残余应力的三维数值分析模型,该加固件由Q235和Q345角钢组合而成;利用ANSYS软件对加固构件焊接残余应力进行模拟计算并对其分布特征进行分析。结果表明:z方向(纵向)应力在焊缝区域存在较大拉应力,Q235和Q345角钢拉应力峰值高于两者屈服强度;x方向和y方向应力值相对较小,此外,Q235角钢和Q345角钢等效应力同样超过了两者的屈服强度,但高应力区域很小;随着距焊缝距离的增加,等效应力迅速减小。     

铝合金车体结构焊接残余应力研究

采用X射线衍射法(iXRD)对铝合金部件的焊后、调修、部件组装后及其调修和部件喷丸后的焊接残余应力进行无损测量,研究铝合金部件的焊接残余应力分布情况及其变化规律,验证喷丸工艺调整焊接残余应力措施,为调整铝合金焊接残余应力的工程化处理方法和焊接接头辅助增强的工程技术提供数据支撑,以改善焊接接头的抗疲劳性能.研究结果表明,...     

锆管环焊接头残余应力有限元模拟及分析

应用ABAQUS大型有限元计算软件,建立了锆管单道环焊接头的三维有限元模型,采用热-力顺序耦合、生死单元等技术对锆管焊接的温度场和残余应力场进行了模拟,模拟过程中考虑了相变潜热、材料非线性等因素的影响;研究了不同焊接线能量和不同约束条件对焊接残余应力的影响规律,获得了残余应力分布特征规律。有限元分析显示:焊接等效应力主要存在于焊缝及热影响区,峰值接近锆的屈服强度。环向和轴向应力峰值均达到120 MPa,约为屈服应力的60%。焊件内外壁上,轴向应力对称分布,等效应力大小与线能量大小呈正比,不同约束条件下,等效应力在约束密集方向明显增大。     

轨道车辆大型结构件焊接变形及残余应力有限元分析

采用热弹塑性有限元方法对轨道车辆大型结构端墙部件焊接过程进行了数值模拟,并对其焊接变形和残余应力计算结果进行了分析。结果表明,端墙整体焊接变形较小,上顶板和端墙板部件边缘位置由于结构约束相对较小而出现较大变形,最大变形量在2.88 mm左右。门立柱、端墙板与横梁连接位置焊缝分布密集且有交错,相邻焊缝相互影响,导致残余应力分布状态复杂,且高应力(150～180 MPa)分布范围较广。沿垂直焊缝中心方向提取残余应力路程曲线发现,在高应力区,两端的应力水平略高于中间位置。这是由于两端的熔合线位置受到比中间熔池区更大的约束,导致了更高的残余应力。最后将模拟结果与试验测量值进行了对比,发现两者吻合良好,从而验证了所建立有限元模型的准确性。     

复杂铝合金焊接结构的残余应力数值模拟分析

以SYSWELD有限元软件为平台,开发了基于瞬间热源的高效计算方法来模拟复杂铝合金结构的焊接残余应力. 首先以6061铝合金平板堆焊接头为研究对象,分别采用移动热源和瞬间热源计算接头的焊接残余应力,对比两者的计算结果验证瞬间热源法的有效性. 随后,将所开发的高效计算方法用于模拟6系铝合金复杂结构的焊接瞬态应力和残余应力,并将计算结果用于分析实际产品制造中开裂问题的原因,并提出了两种减缓和防止铝合金结构开裂的方案,即减小焊接热输入和增大开裂位置型材的板厚. 结果表明,铝合金结构在焊接生产制造过程中发生开裂是由该位置产生了高瞬态拉伸应力所致. 降低关键焊缝焊接热输入和增加型材板厚,均对结构开裂位置的瞬态焊接应力有一定程度的改善,且增加型材厚度的改善效果更好.     

焊接结构和顺序对焊接残余应力影响研究

采用有限元软件MSC.Marc,对使用高强钢制造的工程机械常用局部加强贴板焊接结构进行焊接残余应力数值模拟计算分析。文中分别对四种不同结构和焊接顺序进行计算,对比分析结果表明:结构拘束和焊接顺序对焊接残余应力有重要影响,局部加强贴板增加结构拘束度,导致焊接残余应力增大;先焊主结构,再焊局部加强贴板,焊接残余应力最大。因此,合适地设计焊接结构和焊接顺序有利于降低结构的焊接残余应力,提高焊接结构的可靠性。     

焊接残余应力对船体结构疲劳强度的影响分析

以某10655 t散货船中间三舱段为例,采用ANSYS建立有限元模型,提取4个位置的热点响应应力,计算加载不同应力水平焊接残余应力的疲劳强度,分析不同装载工况对疲劳强度计算结果的影响规律。结果表明:随着焊接残余应力的增大,热点位置的疲劳累积损伤度总体随之变大,且疲劳累积损伤度呈现一定的规律性,并给出相应的修正公式。