管座角焊缝接头D-N疲劳曲线试验研究

锅炉大直径厚壁管与小径管的管座角焊缝焊接接头常常因受疲劳作用而发生失效,这种疲劳导致的失效多数是由于小载荷、长力臂产生的弯曲应力反复作用造成的.基于锅炉承压部件管接头的特征及其服役背景,设计了模拟焊接接头试样,采用悬臂弯曲加载方式,通过成组试验方法,研究了锅炉管座角焊缝焊接接头的位移-寿命曲线(即D-N曲线).结果表明...     

小口径厚壁12Cr1MoVG钢管焊接残余应力的数值模拟

以小口径厚壁12Cr1MoVG珠光体耐热钢管多层多道焊接接头为对象,使用有限元模拟软件,采用生死单元法,计算焊接接头中的残余应力。计算结果表明:焊接接头外壁焊缝附近区域的残余应力为压应力,母材端的残余应力变化幅度要比焊缝区的小;焊接接头内壁焊缝及热影响区的残余应力为压应力,而母材承受拉应力。通过对比可知焊接接头内、外壁轴向残余应力分布的计算结果与实测结果高度吻合,说明数值模拟方法可以为管状接头的焊接工艺评定提供便利、可靠的技术支持。     

如何划分压力容器上的C、D类焊接接头

日前,我单位承担了珍极集团2台25立方灭菌罐和1台3立方配料罐的制作任务。三台设备均为一类压力容器,结构型式均为内壳为不锈钢、外壳为炭钢的夹套带搅拌装置结构。设备的设计(工作)参数不高,但结构较复杂,焊缝型式较多,尤其是角焊缝较多。下图是该设备上的部分结构(焊缝)图:GB150关于焊接接头的划分有专门图示和说明:图示中只画出了法兰与接管、设备法兰与筒体连接的接头为C类焊接接头。接管与封头、接管与筒体、补强圈与筒体间连接的接头为D类焊接接头。GB150对C、D类焊接接头的表述是这样的:“c)平盖、管板与圆筒非对接连接的接头,法…     

双孔微剪切测定铝合金焊接接头的局部本构特性

铝合金焊接接头存在着力学性能不均匀性,准确测定出不同区域的局部力学性能,对评定整体接头性能和改善焊接工艺是十分必要的.研究了一种双孔微剪切测定局部材料本构性能的新方法.在被测材料的小区域两侧开两小孔,剪切刀具从其中一孔对被测区域的材料加载直到破坏,记录加载过程中的载荷位移曲线.建立这种方法的有限元模型,根据实验的载荷位移曲线,利用反向有限元计算方法得到局部材料的真应力应变曲线.从而测定了铝合金焊接接头热影响区的塑性变形的本构特性分布.测定结果表明,在热影响区的完全固溶区,材料的屈服应力较小,而加工硬化指数较高;在过时效区屈服应力和加工硬化指数都比较低.     

超声相控阵检测在角接、T形焊接接头中的工艺试验

在制造阶段,由于管子与管座在应力作用下的变形与筒体孔边缘的变形不一致,必然引起附加的弯曲应力,同时其焊接接头的坡口几何形状呈多样性,坡口宽窄不一,焊接工艺复杂且焊接参数多变,焊接条件相对恶劣,容易产生未熔合、未焊透等缺陷,将会给产品、设备的安全运行带来严重隐患。     

镍钢复合板压力容器的制造

主要介绍了镍钢(N6与16MnR)复合板制造的压力容器工艺.根据多年制造纯镍容器的经验,结合镍钢复合板的特点,重点解决了镍与钢过渡层的焊接,镍层与钢之间使用Ni112焊条过渡,然后用氩弧焊ERNi-1焊丝成形,严格控制加工工艺.筒体与封头相连的A、B类焊缝棱角度控制在3mm以下,错边量0.5mm,不直度1.5mm.从而保证了镍与钢过渡层的焊接.采用特殊的焊接工艺,选用小电流,多道次,减小焊接速度,控制层间温度在80℃以下等工艺措施.使焊接接头既满足了强度要求又减少熔池中钢的稀释,避免了镍在焊接高温过程中与氧形成氧化镍而导致焊缝及热影响区裂纹,并减少了镍的过量烧损而降低焊缝的耐蚀性.     

回转窑筒体圆度检测

本文介绍根据２４００×３８０００ｍｍ规格的回转窑技术条件，设计制造了筒体圆度检测工具以及所采用的检测方法，并以测量能力指数Ｍｃｐ值衡量筒体圆度检测能否满足要求，从而科学评定筒体质量。     

基于UMAT焊接接头力学性能连续变化的表征方法及应用

焊接接头的力学性能是影响其安全性评价的重要因素.为了能够在数值分析中准确地表征焊接接头力学性能不均匀分布规律,本工作利用有限元软件中的用户定义材料子程序(UMAT)建立了材料力学性能参数随空间坐标连续变化的焊接接头材料力学性能表征方法,解决了"三明治"焊接接头有限元模型分析中存在的材料力学性能突变问题.以高组配焊接接头为例,分析比较了含裂纹缺陷的"三明治"与连续过渡焊接接头有限元模型裂尖应力应变场分布的规律与特点.结果表明,连续过渡焊接接头有限元模型能够更为准确地表征材料力学性能不均匀分布规律,为焊接接头的力学性能分析与安全性评价提供了新的数值分析思路和方法.     

关于PN8.4DN1100和P6.4DN1400卧式分离器返修方案的建议

在厚壁压力容器的接管锻件与筒体的组合焊缝焊接时,经常焊角处产生焊接裂纹,且不断向接管锻件扩展,通过进行化学成分分析及力学性能试验,发现接管锻件材20MnMoNb,20MnMoNb高合金高强钢,且没有进行热处理,组织为马氏体,因此造成所有容器都不合格,如果整体报废损失很大,因此对所有接管进行更换,特制定返修方案,按焊接工艺要求施焊接管锻件与筒体的组合焊缝,一次探伤合格。     

预拉伸条件下铝合金筒体焊接残余应力和变形的数值模拟

利用ANSYS有限元分析软件,分别对施加及不施加拉伸应力的铝合金筒体环焊缝对接焊接过程中的应力场及变形进行了模拟分析。计算结果表明:预拉伸焊接可以有效减小铝合金薄板的焊后残余应力和变形。当预拉伸应力为材料屈服强度的90%时,焊缝残余应力较无预拉伸的降低近52%,同时,铝合金筒体焊接残余变形也大幅减小。     

大幅面高速重载模切机动平台传动肘杆分析及设计

目的 利用Ansys有限元软件，对模切机肘杆进行分析及优化设计，实现高速重载模切机动平台高精度、高可靠性、高速平稳运行。方法 采用Adams动力学分析方法，对传动肘杆运动的位移、速度和加速度进行分析，得到其曲线，分析其是否满足重载高速运动工况下模切机的运动规律；利用牛顿-欧拉方法求解复杂多刚体运动系统动力学问题，求出下肘杆受力的数值解，利用有限元分析软件对动平台传动肘杆进行有限元分析，得到在加载一定压力下的应力、应变的云图，并与数值解进行对比分析，判断下肘杆机构是否满足重载的需求。结果 得到了肘杆部件的应力云图和变形云图，及其各个零件的最大应力，应力最大值为469.1 MPa。结论 利用有限元分析的手段，从理论上指导模切压力试验平台的结构优化设计，提高了设计的准确性，缩短了产品的试制周期。     

PZ1650橡皮滚筒受力分析的研究

利用有限元分析软件ANSYS建立橡皮滚筒的几何模型与有限元模型,对其静态性能进行分析研究,通过分析印版、橡皮、压印三滚筒之间的相互作用力,得出橡皮滚筒在印刷过程中的弯曲变形情况,并分析研究了印刷过程中,由于空档的存在使滚筒之间存在的交变振动冲击.     

MESH INDEPENDENT CELL MODELS FOR CONTINUUM DAMAGE THEORY

Abstract— The conventional use of continuum ductile damage mechanics in finite element analyses identifies the "cell" in which damage occurs with the finite elements in which the distribution of stress and strain is modelled. Since the cell size is a fixed, metallurgically-defined, property of the material being analysed, this methodology forces a minimum size for the finite element mesh. Mesh refinement is thereby disallowed. This paper presents one way of avoiding the problem by developing a mesh-independent cell model which, with a fixed cell size, allows the finite element mesh to be refined to any degree within the cells. Procedures which average some state variables within the cells are introduced to prevent the localisation of damage after a certain critical stage is reached. The method has been tested in numerical simulations of (a) the deformation of a notched tensile bar, (b) a 35 mm compact tension specimen and (c) the first of the AEA spinning cylinder tests. There is a reasonable agreement between the results of the computer simulations and those of the experiments.     

基于正交试验的新型印刷滚筒结构优化

目的为了优化变刚度印刷滚筒结构,有效提升其抗轴向挠曲变形能力,改善印刷压力分布不均匀的状况。方法根据轴承径向载荷分布理论,建立变刚度印刷滚筒的等效支撑模型,利用有限元分析变刚度印刷滚筒轴向挠曲的变形情况,选出对其挠曲变形影响较大的因素,通过正交试验法建立变刚度印刷滚筒结构分布及结构尺寸的试验组,采用极差分析法,以变刚度印刷滚筒最大挠曲变形量为评判指标,分析各因素对轴向挠曲变形的影响主次程度及影响规律,得出较优的结构分布和结构尺寸。结果筒体壁厚、加强筋数量对变刚度印刷滚筒最大挠曲变形的影响程度较大,加强筋厚和芯轴直径的影响程度次之;优化后,变刚度印刷滚筒中部挠曲变形得到了改善,轴向最大挠曲变形量降低10.2%。结论合理改进变刚度印刷滚筒结构可减小其轴向挠曲变形,有效地提升了印品质量。     

新型滚动轴承结构参数对印刷压力的影响

目的 为优化印刷滚筒的挠曲变形,有效提升其支承性能,改善印刷滚筒的压力分布。方法 选择预负荷弹性复合圆柱滚子轴承作为变刚度印刷滚筒传动支承部件,基于等效刚度模型计算不同填充度预负荷弹性复合圆柱滚子轴承的刚度,分析预负荷弹性复合圆柱滚子轴承结构参数变化对刚度的影响,构建变刚度印刷滚筒支承系统力学模型,通过有限元仿真分析预负荷弹性复合圆柱滚子轴承刚度对变刚度印刷滚筒印刷压力的影响。结果 结果表明,随着滚动体填充度的增加,预负荷弹性复合圆柱滚子轴承的径向刚度减小,变刚度印刷滚筒挠曲变形不同程度增大,结合疲劳寿命角度综合考虑,选择填充度在45%~50%的预负荷弹性复合圆柱滚子轴承作为印刷滚筒的弹性支承,其最大挠曲变形量较普通圆柱滚子轴承平均下降了9.5%。结论 在保证了疲劳寿命的前提下,有效改善了印刷滚筒压力分布的均匀性,提升了印刷质量。     

基于有限元法的CTP成像滚筒及版材的数值仿真

利用有限元分析软件ANSYS建立CTP成像滚筒的几何模型与有限元模型,选择接触单元模拟版材和滚筒表面之间的关系,以滚筒本体、滚筒与版材组合以及对滚筒内部吸真空的3种组合下进行有限元静力分析,获得滚筒自身变形对版材影响的大小,以及滚筒内抽吸真空对版材和滚筒变形的影响。结果表明,3种情况下滚筒和版材的最大变形量及位置均有所不同。其中,吸真空组合分析说明,版材在与滚筒表面密合状态下变形情况随从滚筒,滚筒表面的导槽对版材变形会产生一定影响,真实反映了工作状态,研究结果可以为CTP成像滚筒的设计与优化提供理论依据。     

火电厂600MW超临界机组用大直径热推A335P91弯头的力学性能探讨

以火电厂600MW超临界机组用大直径热推A335P91弯头为研究对象,对该弯头进行了力学性能试验和相关项目检验。结果表明,该弯头无表面裂纹和晶间裂纹,其几何尺寸、壁厚、圆度等符合DL/T695-1999标准要求,弯头各部位常温和高温拉伸性能符合ASTM A335P91钢的要求。但由于应变硬化和鲍辛格（Bauchinger）效应的影响,使该弯头外弧和内弧力学性能存在明显差异。建议严格控制弯头扩径比,减小弯头推制过程中内外弧的塑性变形量,使弯头各部位获得最佳综合力学性能。     

Second-order effects at microindentation of elastic polymers using sharp indenters

Sharp indentation of elastic polymers is investigated numerically using the finite element method. Large deformation theory is relied upon for accuracy. Both cone and Vickers indentation is considered and in particular, the study focuses on second-order effects on relevant indentation quantities in the microindentation regime. The second-order effects include indenter tip roundness, friction and also, for generality, effects due to different values on the included angle of the cone indenter, α. It is shown that frictional effects as well as effects due to indenter tip roundness are small at cone indentation but friction can substantially influence the results in case of Vickers indentation. The latter feature is most likely due to frictional effects at the ridges of the indenter and as such behavior is not accurately described using conventional theory of friction, a numerical approach for this purpose is discussed.     

Finite plane strain deformations of nonlinear viscoelastic rubber-covered rolls

Finite deformations of a nonlinear viscoelastic rubber layer bonded to a uniformly rotating rigid cylinder and indented by another rigid cylinder are studied by the finite element method. The problem formulation includes both material and geometric nonlinearities. The effect of the change in the thickness of the layer, its speed of rotation and its material properties on the pressure distribution at the contact surface, and other aspects of the deformation of the layer, are studied.     

变刚度印刷滚筒的空挡冲击动态特性研究

针对滚筒从印刷工作面转至空挡面时产生空挡冲击载荷而引起结构 振动的问题,分析了变刚度印刷滚筒空挡冲击的动态特性。先介绍变刚度印 刷滚筒结构的设计理念及其静态挠曲变形情况,再采用有限元方法对普通印 刷滚筒和变刚度印刷滚筒的模态特性、临界转速和空档冲击动态响应进行了 研究。结果表明：变刚度印刷滚筒保持轻量化的同时,其静态挠曲变形相较 于普通印刷滚筒有较大幅度下降,且在自由振动特性、响应位移振幅、振动 平衡位置和振动衰减速度方面更具优势,比普通印刷滚筒的结构更为稳定。