考虑收缩补偿量的升船机承船厢厢体焊接变形控制技术

为了提高升船机承船厢厢体的整体稳定性,需要控制升船机承船厢厢体焊接变形。为此,提出考虑收缩补偿量的升船机承船厢厢体焊接变形控制技术。利用ANSYS软件建立了升船机承船厢的有限元模型,并确定了荷载条件和约束条件。基于有限元模型分析升船机承船厢焊接温度场,考虑收缩补偿量,结合能量守恒定律和傅里叶传热定理建立升船机承船厢的焊接热平衡方程。通过多元线性回归方法对升船机承船厢厢体焊接工艺参数展开单变量参数分析和多变量参数分析,拟合升船机承船厢焊缝横向收缩量与焊接工艺参数之间的关系。结果表明,升船机承船厢焊缝横向收缩量受焊层数量、对接缝隙宽度和钢板厚度的影响较大,可通过控制上述参数有效抑制升船机承船厢厢体的焊接变形,提高升船机承船厢结构的整体稳定性。     

轿车拼焊板板厚对胀形成形的影响

汽车不等厚拼焊板由于其板厚的分布不同,制造成形的不均匀是目前拼焊板应用中的一大问题,本文从胀形成形入手,建立了拼焊板胀形试验模型及其有限元仿真模型,通过试验对有限元模型进行修正使其结果符合试验模型的结果,并结合有限元模型分析结果对不同板厚拼焊板的塑性变形能力进行了研究和讨论,着重分析了板厚相同和板厚不同拼焊板在厚度分布、成形极限图方面的差异,并解释了造成这种差异的原因.     

拼焊板等离子体弧柔性成形数值模拟

采用等离子体弧作为热源对低碳钢差厚拼焊板进行弯曲成形研究,并利用有限元分析软件ANSYS对差厚拼焊板进行弯曲成形模拟。通过分析匀速恒功率热源、变速恒功率热源及匀速变功率热源扫描差厚拼焊板的温度梯度和应力分布,给出了一种较好的拼焊板热成形方法,最后通过试验对有限元分析结果进行了验证。     

激光拼焊板HAZ力学性能的预测及有限元分析

提出采用加权平均方法描述激光拼焊板热影响区(Heat affected zone,HAZ)与母材、焊缝的性能关系,通过单向拉伸试验获得母材和焊缝的力学性能,据此建立热影响区性能参数的计算模型,并采用ABAQUS有限元软件进行仿真分析.结果表明,采用模拟与试验结果的对比确定了合理的权重系数,同时验证了所求热影响区性能的有效性.作为对比,采用混合法则方法求得热影响区性能,并与加权平均方法的模拟结果进行比较,发现采用加权平均法的模拟结果与试验结果的差别更小,更接近于试验结果.     

曲线焊缝位置对拼焊板焊缝移动的影响规律研究

焊缝位置对拼焊板成形性能有重要影响。在盒形件冲压和有限元模拟中,发现焊缝位置对焊缝移动尤其是法兰处焊缝移动有重要影响。通过简化研究模型,布置不同位置焊缝,进行U形件冲压有限元模拟。根据分析数据,建立几何分析模型,研究了焊缝位置对焊缝移动的影响规律。结果表明,法兰处的焊缝移动主要和焊缝与材料流动方向之间的夹角、材料流动量有关。材料流动量越大,法兰处焊缝移动越大。当材料流动量一致时,法兰处焊缝与材料流动方向之间角度越大,法兰处焊缝移动越大。     

焊接顺序对升船机承船厢结构变形的影响研究

升船机作为航道上水位落差较大位置的船舶通航建筑物,其承船厢结构复杂,焊接加工难度较大。本文首先利用有限元软件ANSYS Workbench计算不同焊接顺序下承船厢主横梁结构变形,对主横梁纵向、横向、垂直向三个方向的焊接变形情况进行分析。纵向收缩变形采用预留收缩变形量来达到设计要求,横向和垂直向采用设计的焊接顺序方案E(焊接顺序:下翼板-隔板-内外腹板-上翼板)可获得较小的焊接变形,并满足设计要求。然后进一步通过工程实际应用验证。本文所提出的方法能够较好地控制承船厢结构的制造变形,同时能够大大提高生产效率并降低生产成本。     

AA5182-O铝拼焊板焊缝晶粒尺寸对力学性能的影响

为确定晶粒直径与力学性能之间的量化关系,用摩擦搅拌焊(Friction stir welding,FSW)将1.1mm厚的铝合金AA5182-O制作成拼焊板。利用单向拉伸试验获得焊缝和母材的屈服强度;利用显微硬度试验获得横截面显微硬度分布;利用金相分析获得平均晶粒直径。基于经典的晶粒直径与力学性能关系,确定了Hall-Petch方程待定参数。结果发现,焊缝的屈服强度和显微硬度均高于母材;焊缝的平均晶粒直径显著小于母材,分别为5μm和80μm。母材和焊缝的Hall-Petch常数分别为120MPa/107.33MPa·μm1/2和55.33MPa/68.57MPa·μm~(1/2)。     

激光拼焊错边产生与预测建模方法

错边是评定激光拼焊质最的一个非常重要的指标,薄板构件错边的控制是激光拼焊中一个难题.针对国内首条全自动激光拼焊设备,对错边的产生以及控制方法进行了深入研究,经过大量试验确定了影响错边大小的几个主要因素,板材自身物理变形、压紧力大小与均匀性、压紧横梁变形、支撑底板平面度误差以及焊接变形的影响.通过分析以上因素对错边的影响以及各个因素之间相互关系,建立了错边预测的数学模型.试验验证了模型的正确性,从而为确定错边产生原因,提高焊接质量提供了一个有效的理论指导.     

2024铝合金薄板激光拼焊工艺优化及有限元模拟分析

利用Nd:YAG激光器对厚度为0.5mm的Al-Cu-Mg系2024铝合金薄板进行激光焊接试验。通过正交实验研究了影响焊缝质量的因素,优化了激光焊接工艺参数,并基于ANSYS建立高斯热源模型,利用APDL语言编程实现热源的移动加载,从而对焊接温度场进行动态模拟,得出温度分布,最后进行温度场和焊缝宽度测量。对比表明,试验数据和模拟结果吻合较好。     

拼焊板深拉延成形模具结构及实验研究

设计了拼焊板拉延成形模具结构，并对相同材料不同厚度的拼焊板方盒形件拉延工艺进行了实验研究，分析了拼焊板方盒形件拉延后焊缝移动规律及壁厚变化规律。实验结果表明，盒形件底部焊缝向厚板侧移动、侧壁处焊缝向薄板侧移动的焊缝移动规律。     

激光拼焊板的研究现状

激光拼焊板具有车身质量轻、生产成本低、生产率高等优点,在汽车制造中具有很大的应用价值。介绍了激光拼焊板在降低车身质量、提高材料利用率、提高结构功能、降低生产成本等方面的优越性,描述了激光拼焊板在异厚度钢板、成型、计算机模拟方面的研究现状。分析并展望了激光拼焊板的现有技术难点和研究解决方向,激光拼焊板接已成为汽车制造中拼板焊最有效的手段。     

焊缝对激光拼焊板成形过程的数值模拟影响研究

介绍了国内外对拼焊板数值模拟时不同建模方法.通过采用ABAQUS/Explicit软件对典型件差厚拼焊板盒形件进行拉深模拟,研究了焊缝性能和形状对有限元模拟结果的影响.拼焊板有限元模型采用3种焊缝处理方式:忽略焊缝;焊缝采用壳单元;焊缝采用实体单元,焊缝形状简化为梯形,3种模型中母材都为壳单元.比较3种模型下材料流动和焊缝移动量,并且与试验进行对比,最终得出焊缝性能对模拟结果影响很小,但焊缝形状对模拟结果影响较大,考虑焊缝形状的拼焊板模型与试验能够较好地吻合.     

激光拼焊板冲压成形中焊缝开裂原因分析与避免措施

针对用激光拼焊板冲压成形汽车前门内板生产过程中出现制件开裂的现象,分析了内板焊缝区域冲压开裂的原因,通过对板料的力学性能分析、焊缝杯突试验、金相组织分析、料厚减薄分析等,对避免激光拼焊板焊缝区冲压成形过程中开裂提出了有效可行的解决措施。     

基于Autoform的车门内板拼焊板成形仿真分析

分别对开裂的1#板材和不开裂的2#板材的焊缝质量和力学性能进行对比分析,2#试样塑性应变比r值高于1#试样.杯突和金相实验结果表明,两种板材焊缝质量良好,冲压开裂并非由焊缝质量原因造成.通过Autoform软件对1#和2#试样进行仿真分析发现,1#试样在棱角和焊缝薄板侧区域的应变和减薄率均大于2#试样,且最大减薄率达到...     

差厚激光拼焊板盒形件的数值模拟研究

拼焊板技术在汽车制造业中得到了广泛的应用。焊缝存在是导致拼焊板成形性能降低的重要影响因素，因此研究控制焊缝移动非常重要。通过对盒形件拉深过程的应力分析，得到了焊缝移动规律。基于非线性隐式算法，选用各向异性屈服准则对盒形件拉深进行了数值模拟；数值模拟中采用阶梯压边圈，并精确建立了焊缝模型。通过对模拟结果的应力、单元厚度分析，比较模拟结果和试验的吻合程度，验证了应力分析和模拟结果的正确性。     

差厚拼焊板U形件的回弹规律及控制的研究

采用有限元仿真技术,对具有横向焊缝的差厚拼焊板U形件的回弹进行了研究.结果表明,在恒定压边作用下,拼焊板在成形过程中薄侧的回弹量大于厚侧,随着厚度差的增大回弹量的差值也在增大.并且从拼焊板厚度方向上的分布情况对该规律进行了分析.基于薄/厚侧变形均匀的思想,提出了在分段压边圈作用下的变压边力方案;采用改进的简化2-D截面模型,分析了控制回弹量的拼焊板薄厚两侧所需压边力关系式,并将该关系式在汽车覆盖件轮毂包的生产实际中得到应用.     

摩擦对汽车零件拼焊板成形行为影响

为了提高拼焊板成形性能,通过改变成形过程中模具与板料之间的摩擦以控制其成形特征.以极限胀形高度试验为研究对象,采用理论方法分析了摩擦系数对拼焊板成形行为影响的力学机制.结合试验和有限元法研究了摩擦系数对拼焊板极限胀形高度、焊缝移动及应变分布等的影响.结果表明:摩擦系数对拼焊板成形行为有显著影响,随着摩擦系数的增大,极限胀形高度先增大后逐渐减小,而焊缝移动量则一直减小,拼焊板主应变分布逐渐变得均匀;当摩擦系数增大到一定值时,极限应变位置突然从焊缝临近位置转变为距焊缝约30.0 mm位置的薄侧母材上,拼焊板失效模式发生了变化.     

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。     

基于曲率尺度空间的激光拼焊焊缝边界点识别方法

针对激光拼焊焊缝结构光光纹图像畸变小、特征点不明显且易受噪声干扰的特点,提出了一种基于改进的曲率尺度空间的特征点识别方法.该方法首先采用较高尺度的高斯卷积模板,对光纹曲线进行卷积滤波并使用自适应K-余弦法计算轮廓上每一点的曲率并选取特征点;然后在小尺度高斯模板下跟踪定位大尺度模板下获得的特征点候选点,以获得小尺度模板下光纹曲线特征点的准确位置.在光纹曲线的离散曲率计算过程中,考虑了支持区域对曲率计算的影响,提出了一种自适应K-余弦法,与传统的离散曲率计算公式相比,自适应K-余弦法具有更好的抗干扰能力.     

变压边力控制对拼焊板成形性能的影响研究

分析了控制焊缝移动的拼焊板薄厚两侧所需的压边力关系式,并据此提出了变压边力控制方案。通过数值模拟对比分析了不同方案的冲压结果,验证了：减少厚侧压边力可有效的降低焊缝向薄侧的移动量,从而降低薄侧材料应力集中,改善应力状态,大大提高了拼焊板的成形性能。