不锈钢焊接凝固裂纹应力应变场数值模拟结果分析

对不锈钢凝固裂纹的驱动力即熔池尾部应变场进行了模拟.首先,通过单元再生方案,消除了焊接构件中熔池变形对熔池尾部应力应变场的影响.其次,通过加大材料的线膨胀系数,考虑了凝固收缩对熔池尾部应力应变场的影响,最终得到了各种条件下的焊接应力 -应变场.此外,本文将机械应变随时间变化的关系曲线处理成机械应变随温度变化的关系曲线,从而获得了凝固裂纹驱动力,为凝固裂纹的预测奠定了基础.     

不锈钢焊接凝固裂纹应力应变场数值模拟结构分析

对不锈钢凝固裂纹的驱动力邓熔池尾部应变场进行了模拟。首先,通过单元再生方案,消除了焊接构件中熔池有对熔池尾部应力应变场的影响。其次,通过加大材料的线膨胀系数,２了凝固收缩对熔池尾部应力就变场的影响,最终得到了各种条件下的焊接应力－应变场。引外,本文将机械庆变随时间变化绵关系曲线处理成机械应变随温度变化的关系曲线,从而获得了凝固裂纹驱动力,为凝固裂纹驱动力,为凝固裂纹的预测奠定了基础。     

不锈钢焊接凝固裂纹温度场的数值模拟

进行不钢焊接凝固裂纹温度场分析与数据模拟。首先将电弧民辐射状对称并呈高斯分布的二维热流作用于工件表面,解决了电弧产热问题;其次,通过液淬法测试金属的固相分数随温度变化率,得到了凝固热放率;最皇采用增大热传导系数的方法,考虑了熔池内流体流动对整个温度场的影响。在此基础上,建立了二维焊接凝固裂纹温度场计算模型。此外,采用有限元方法计算了二维焊接凝固纹温度场,并研究了焊接规范参数及材料的热物理性能对 影     

焊接凝固裂纹数值模拟的研究及其进展

焊接凝固裂纹的产生与否取决于两个方面的因素,材料凝固裂纹阻力和凝固裂纹驱动力,凝固裂纹阻力可以通过试验方法来获得,而凝固裂纹驱动力主要采用有限元计算方法得到.对焊接凝固裂纹的形成机理、凝固裂纹驱动力曲线和焊接凝固裂纹阻力曲线的试验测量方法的数值模拟,以及防止凝固裂纹方法的数值模拟过程都进行了总结及展望.     

不锈钢焊接凝固裂纹应力应变场数值模拟模型的建立

依据焊接过程的特点,本文把焊接构件分成熔池液相区,固液共存区和固相区三个区域,为了建立焊接凝固裂纹驱动力数值模拟模型,本文详细分析了这三个区域的力学行为,在实测了液态金属的凝固速率和固液态金属的加载卸载响应曲线的基础上着重研究了熔池的变形、固液共存区金属的流变性能和凝固收缩对熔池尾部应力,应变演变过程的影响。最后,采用单元死活的方法解决了熔池的变形问题,采用热、弹、塑性力学方法处理了固相区的应力,     

焊接凝固裂纹温度场数值模拟的后处理系统

在已完成的焊接凝固裂纹数值模拟工作的基础上,作者设计了一个凝固裂纹数值模拟系统。文中主要介绍其中的温度场数值模拟后处理系统。该系统以ADINT软件为基础,利用Visual Basic6．0作为主要编程语言,借助数学软件MATLAB5．3及Matrix VB矩阵运算函数库建立了温度场数值模拟后处理系统,实现了温度场的三维、等高线、横截面、纵截面和循环线的显示功能。通过方便的位置和时间步设置,实现了任意位置和时刻温度场的计算结果处理和显示。     

焊接凝固裂纹三维数值模拟与预测系统的前处理设计

设计了三维焊接凝固裂纹的数值模拟与预测软件系统,使普通的焊接技术人员可以简便地实现焊接凝固裂纹的数值模拟与预测.系统由三部分组成:前处理,后处理和凝固裂纹预测部分.其中系统的前处理可以帮助用户选择接头类型,对接头进行网格剖分,输入材料性能参数、焊接工艺条件以及力学边界条件等,并自动以MSC.Marc命令流的形式存储成MSC.Marc的过程文件.依据生成的过程文件,自行连接MSC.Marc有限元软件,对焊接凝固裂纹的温度场和应力、应变场进行数值模拟计算,并存储模拟结果,为后处理做准备.     

各向异性对焊接凝固裂纹影响规律的相场法模拟

Effects of anisotropy on the solidification cracking susceptibility in the molten pool of an Al-Cu alloy are investigated using phase field modeling. The results show that the tip of dendrites becomes stable, side-branches and bridges are difficult to form, and the longer liquid channel is easily formed between dendrites with the increase of anisotropic strength. In the case of large anisotropic strength, welding tensile stresses are difficult to transfer and release through bridging, and the metal melt is also difficult to supply the tensile position through the long liquid channel, so it is easy to form cracks. Based on the simulation results, the solidification cracking susceptibility index |dT/d(f_s)1/2| is calculated. It is found that the index is higher when the anisotropic strength is larger. In conclusion, the solidification crack sensitivity is higher when the anisotropy strength is larger.     

焊接凝固裂纹数值模拟与预测系统后处理设计

设计了三维焊接凝固裂纹的数值模拟与预测软件系统,使普通的焊接技术人员可以简便地实现焊接凝固裂纹的数值模拟与预测.系统由三部分组成:前处理、后处理和凝固裂纹预测部分.文中利用工程应用软件的图形函数和矩阵运算函数库对系统后处理进行了设计,实现了对前处理模拟结果的数据处理,处理后的结果以平面曲线、云纹图和三维立体图的形式提供...     

NUMERICAL SIMULATION OF STRESS-STRAIN DISTRIBUTIONS FOR WELD METAL SOLIDIFICATION CRACKING IN STAINLESS STEEL

1.ItisknownthatweldsolidificationcrackingresultsfromthecompetitionbetweentheInaterialresistancetOcrackingandthemechAncaldrivingforceinthecon-rseofsolidificationOfweldmetal['--sJ.Essentially,weldmetalsolidificationcrackoccurswhenthemechanicaldrivingforceexceedsthematerialresistance.ThedrivingforceisthemechanicaltensilestainthatisdevelOPedinthetrailOfaweldPOolduetOweldmetalsolidificationshrinkage,thennalcontractionoftheparentmetalandtheexternalrestraintoftheweldedstructure.HoWever,analyzing…     

NUMERICAL SIMULATION OF TEMPERATURE FIELDS FOR WELD METAL SOLIDIFICATION CRACKING IN STAINLESS STEELS

1.IntroducsonItisknownthattheweldmetalsolidificationcarkingresultsfromcompetitionbetweenthematerialresistanceandthemechanicaldrivingforceduringthecourseofsolidificationoftheweldmetalllJ.Weldmetalsolidificationcrackingoccurswhenthemechanicaldrivingforceexceedsthematerialresistance.ThematerialresistanceismainlydetendnedbymetallurgicalfactorsandcanbeobtainedbyweldabilitytestssuchastheTrans--VarestraintTest.However,thestudiesonmechAncaldrivingforce,themechAncalstraininthetrailofweldPOOl,areles…     

COUPLED NUMERICAL SIMULATION OF STEEL FLOW AND SOLIDIFICATION IN SOFT-CONTACT BILLET MOLD

A coupled model including electromagnetic field, fluid dynamic, heat transfer and solidification, is developed and applied to the numerical simulation of steel flow and solidification in a 100mm×100mm soft-contact mold. In this study, the 3D finite difference method and non-staggered grid system for fluid flow with body fitted coordinate were employed. Numerical results show that the electromagnetic force mainly affects the steel flow at upper part of mold, especially in the vicinity of meniscus. There exist upward flows covering the surfaces of the billet due to the concentration of electromagnetic force on the upper part of the billet. This flows join together and form a downward flow near the SEN, so a distinct circulating flow zone is formed at upper part of mold. After applying electromagnetic force, the steel velocity is improved and the temperature is raised. The strong stirring of electromagnetic force on liquid steel makes the kinetic energy on free surface increase. It is clearly seen that the     

玻璃喷丸处理提高304不锈钢焊接接头抗应力腐蚀性能的研究

基于对304不锈钢焊接试板表面喷丸处理前后的表层残余应力X射线衍射测量，研究了在42％沸腾MgCl2溶液中，表面玻璃喷丸和铸钢喷丸对304不锈钢焊接试板应力腐蚀开裂敏感性的影响，比较了采用不同铸钢喷丸和玻璃喷丸处理工艺的304不锈钢焊接试板抗应力腐蚀开裂的能力．试验结果表明：未喷丸处理的焊接试板6h就发生开裂，50％、100％覆盖率的铸钢喷丸焊接试板分别在试验310h和3500h开裂，而200％覆盖率的铸钢喷丸焊接试板，50％、100％、200％覆盖率的玻璃喷丸焊接试板经历3500h也未见开裂．因此，喷丸处理工艺能够很好地提高焊接构件抗应力腐蚀开裂能力；且在同样喷丸强度下，焊接接头经玻璃喷丸工艺处理后的抗应力腐蚀能力明显优于铸钢喷丸处理工艺．     

方坯结晶器内钢液凝固及电磁制动的数值模拟

利用电磁流体力学（MHD）的基本理论及Bennon的连续介质模型,给出了方坯结晶器内钢液凝固及电磁制动的三维数学模型、磁场、流场和温度场的数值模拟表明,与钢液流场速度方向相反的电磁力是电磁制动的 直接原因;感生电流主要是集中在钢液入口处及其附近区域;电磁力能有效地改变方坯结晶器内的流场和温度场的分布,造成制动区域的下部呈现活塞流状态,降低了结晶器内高温钢液区域的温度梯度,提高了弯月面附近特别是上角部区域钢液的温度,减薄了上部凝固壳厚度。     

铸钢件准固态区域应力,应变数值模拟及热裂机制

对ＺＧ４５实验热裂试棒的数种工况进行了应力－应变的数值模拟，对热裂形成机制进行了讨论。研究认为：热裂起源于Ｂｉｎｇｈａｍ体，是塑性变形超过Ｂｉｎｇｈａｍ体塑性储备值所致。     

侧向凝固通道偏析的数值模拟

建立了二元系凝固过程通道偏析形成的数学模型,给出了描述焓与温度及固相分数耦合关系的表达式.在实验验证的基础上,对亚共晶与过共晶成分的NH4Cl-H2O侧向凝固通道偏析的形成位置与生长方向进行了数值模拟研究.模拟计算结果表明,偏析通道起源于糊状区,偏析通道中的富集溶质从糊状区流向液相区.为了维持偏析通道中的液体流动,枝晶间液体可通过糊状区从液相区得到补充.糊状区中富集溶质的流动方向取决于析出溶质的密度.NH4Cl-70%H2O侧向凝固时,析出的溶质密度较小,偏析通道倾斜向上生长,在糊状区上部形成A偏析.NH4Cl-90%H2O侧向凝固时,析出的溶质密度较大,在糊状区下部偏析通道倾斜向下生长.     

结晶器内连铸小方坯凝固过程及应力分布的有限元数值模拟

建立了结晶器内连铸坯凝固传热及弹塑性应力分析有限元数学模型,模型中引入与气隙相关的传热边界条件修正平均热流量方程考虑了材料力学性能,屈服函数随温度和应变速率的变化,研究了角度气隙对坯壳凝固行为和力学行为的影响。     

凝固收缩补偿与合金的热裂倾向

在总结前人热裂纹研究的基础，提出了热裂纹形成的凝固收缩补偿模型，该模型将合金凝固过程按收缩补偿方式分为准液相区，可补缩区，不可补缩区，晶间塔桥四个阶段，热黎明纹形成于不可补缩区，晶间液相收缩产生孔洞，并在进一步收缩过程中扩展为热裂纹，利用等径圆柱和等径圆球模型计算出理想状态下柱状晶和等轴晶不可补缩区液相体积分数范围分别为０．３１％－９．３％和０．８３％－２６％，对Ａｌ－Ｃｕ合金和Ａｌ－Ｓｉ合金不可     

铁素体/奥氏体双相钢在旋转单相流体中腐蚀的数值模拟

引入现代流体力学方法，建立流体力学、传质过程、腐蚀电化学反应的综合数学模型，对双相钢在流动3．5％NaCl水溶液的腐蚀过程进行了数值模拟．探讨了近壁处流体力学参数对双相钢腐蚀过程的作用，模拟结果表明：双相钢的腐蚀主要受阳极过程控制，其中钝化膜中的传质过程是腐蚀的主要控制步骤．计算的腐蚀速度与实测值基本一致,验证双相钢的流体腐蚀机构．