25 Cr2 Ni2 MoV 钢焊接接头低周疲劳性能研究

对新型汽轮机焊接转子材料25Cr2Ni2MoV焊接接头及其母材进行应变控制的低周疲劳试验,并进行了相应的断裂位置统计和循环变形特征分析。试验结果表明,焊接削弱了焊接接头的疲劳强度,受到结构非均匀性和各部分力学性能的相对不匹配等因素的影响,焊接接头的断裂位置体现出明显的应变水平依赖性;焊接接头和母材在循环变形过程中均表现出循环软化特性,且存在明显的拉压不对称性,拉压不对称程度随应变水平的增加而增加;与母材相比,焊接接头表现出更加明显的平均应力松弛现象,且平均应力绝对值随着循环周次不断减小最后趋于常值。     

25Cr2Ni2MoV钢焊接接头的超高周疲劳特性

对25Cr2Ni2MoV钢焊接接头开展常温拉压条件下的超高周疲劳试验,并对失效试样进行断口分析,研究焊接接头的疲劳失效机理。结果表明,疲劳寿命曲线呈现阶梯状:在高应力短寿命区,疲劳断裂发生在试样母材区较多,多为表面或次表面夹杂物裂纹萌生;在低应力长寿命区,疲劳断裂发生在试样焊缝区较多,多为内部气孔裂纹萌生。断口分析发现:缺陷(裂纹源)尺寸较小或者越靠近试样内部,疲劳寿命越长,且较小缺陷同内部较大缺陷具有相似的裂纹萌生潜力。通过有限元模拟疲劳试样内部微缺陷处的应力分布得出,焊缝区气孔和夹杂物周围的应力集中程度大于母材区夹杂物。结合断口分析发现,母材区弥散分布的粒状颗粒夹杂物数量较多,并且聚集起来会形成更大的缺陷,相比焊缝区夹杂物更容易萌生疲劳裂纹。     

12Cr/30Cr2Ni4MoV异种转子钢焊接接头微区冲击韧性研究

采用窄间隙钨极氩弧焊(Narrow-gap tungsten inert gas,NG-TIG)和窄间隙埋弧焊(Narrow-gap submerged arc welding,NG-SAW)组合焊接技术制造了带有过渡层的异种转子钢焊接接头(12Cr/30Cr2Ni4MoV).采用微剪切试验获得了接头微区的剪切强度,通...     

应力比对25Cr2Ni2MoV钢焊接接头近门槛值区疲劳裂纹扩展曲线转折点的影响

在常温下采用逐级降载法进行不同缺口位置、不同应力比下25Cr2Ni2Mo V钢焊接接头的疲劳裂纹扩展试验,研究疲劳裂纹扩展曲线上近门槛值区转折点的变化规律。结果表明,焊接接头的疲劳裂纹扩展曲线在近门槛值区内存在一个转折点,其对应的应力强度范围随应力比的增大而减小,其大小为疲劳门槛值的0.5~0.8。近门槛值区疲劳裂纹扩展转折点前后扩展曲线斜率发生变化表明裂纹扩展机理的改变,热影响区缺口处的转折行为对疲劳裂纹扩展影响较小。应力比R低于0.5时,循环塑性区尺寸总体接近于材料特征组织尺寸;应力比R高于0.5后,两者偏差加大。应力比低于0.5时转折点对应的循环塑性区尺寸同特征组织尺寸接近,驱动力由ΔK控制向Kmax主导的转变是引起转折点随应力比变化的原因。     

含裂纹强度失配焊接接头弹塑性变形分析

采用有限元方法对平面应变条件下含裂纹不同强度失配的平板拉伸焊接接头的弹塑性变形进行了分析,研究了焊缝与母材强度失配系数、焊缝硬化性能、裂纹长度等对接头塑性变形的影响。结果表明：强度失配系数对接头塑性变形有显著影响。低匹配时,变形首先集中在焊缝中,而高匹配则对焊缝起到了一定的保护作用。失配系数一定时,不同焊缝硬化性能接头的塑性变形发展趋势是一致的;但当外载较大时,局部塑性变形程度不同,焊缝的硬化性能降低,裂尖塑性变形增大。
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不锈钢0Cr18Ni12Mo2Ti焊接接头的蠕变行为探讨

利用低温破坏测试方法研究了0Cr18Ni12Mo2Ti不锈钢焊接接头的蠕变行为,并对试样断口进行了电镜扫描,以获得该不锈钢焊接接头的蠕变行为与温度和应力的关系。结果表明：随着温度的提高,空洞尺寸趋于增大,空洞密度增加,脆性断裂面的比例降低;应力对空洞尺寸和密度的影响与温度对其的影响类似,但温度对蠕变行为的影响较应力对其的影响要明显。     

中锰TRIP钢棘轮行为及其本构模拟分析

对中锰TRIP钢在室温下的单轴棘轮行为进行了实验研究,讨论了平均应力和应力幅值对材料棘轮行为的影响。在实验分析的基础上,建立了一个便于工程应用的循环塑性本构模型,对材料的单轴棘轮行为进行描述,并给出了模型参数的确定方法。将累积塑性应变和阶跃函数引入棘轮参数演化方程中,对本构模型中的背应力演化方程进行了改进。本构模型的预测结果与实验结果的对比表明,改进后的本构模型合理地描述了中锰TRIP钢的棘轮行为。     

422℃下1Cr11Ni2W2MoV焊接接头疲劳蠕变损伤研究

对航空用钢1Cr11Ni2W2MoV氩弧焊对接接头板试件进行422℃下的静载拉伸、裂纹扩展和蠕变试验试验,并对试验结果进行参数拟合。试验结果表明焊接接头的薄弱部位位于接头热影响区。通过对某航空发动机承力机匣的有限元分析,结合结构载荷谱和试验参数,采用线性累计损伤理论,对结构三处主要焊缝进行疲劳损伤、蠕变损伤以及疲劳蠕变交互损伤评定。计算结果表明,结构几何不连续引起的应力集中是引起损伤的主要原因。     

16MnR钢焊接接头氢扩散三维有限元模拟

利用电化学渗透法测定氢在16MnR钢焊接接头处的焊缝金属、热影响区金属以及母材中的扩散系数。基于有限元软件ABAQUS,开发焊接接头在氢环境下的三维氢扩散耦合有限元计算程序,考虑焊接残余应力、不同组织对氢扩散的影响,得到氢浓度随时间的分布规律。计算结果表明,在焊缝和热影响区,由于氢聚集的浓度和焊接残余应力较大,这很容易使材料在应力作用下发生与氢有关的开裂。     

对接接头应力集中系数的有限元分析

用有限元的方法计算对接接头焊趾部位的应力集中系数,分析计算了焊趾倾角和焊趾过渡圆弧对应力集中系数的影响。结果表明,通过减小焊趾倾角或者增大过渡圆弧半径可以有效的缓和接头的应力集中。而焊趾过渡圆弧的引入从力学和焊接冶金两方面提高了接头的抗裂性能。同时也指出了双侧都有加强高的对接接头比单侧有加强高的接头有较大的应力集中系数。     

SUS310S不锈钢局部真空电子束焊接接头残余应力及变形研究

作为一种新型焊接方法,局部真空电子束焊接常被用于制造厚大的奥氏体不锈钢焊接接头,而该类接头的焊接残余应力和变形问题受到广泛关注。对板厚40mm的SUS310S不锈钢局部真空电子束焊接的对接接头进行了研究,并利用光学显微镜表征接头的组织形貌,利用显微硬度计测量接头的硬度分布,采用盲孔法装置和三坐标测量仪测量了接头的残余应力与面外变形。同时,基于ABAQUS有限元软件平台,通过编写用户子程序开发了一种复合热源模型来模拟局部真空电子束焊接过程中的热输入。采用所开发的"热-弹-塑性有限元"计算方法,模拟了接头在局部真空电子束焊条件下的残余应力与变形,模拟结果与试验结果吻合良好,验证了所开发的"热-弹-塑性有限元方法"的有效性。同时基于数值模拟结果,还详细讨论了局部真空电子束焊厚板对接接头的残余应力分布与焊接变形特征。     

焊前和焊后调质处理下25Cr2Ni4MoV钢焊接接头的组织及性能

对比研究了焊前和焊后调质处理条件下25Cr2Ni4MoV钢焊接接头的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能,调质处理工艺为920℃×1 h油淬+580℃×2 h回火,焊接工艺为手工焊条电弧焊.结果表明:焊前调质处理的接头焊缝组织为板条马氏体+δ-铁素体+M23C6碳化物,焊后调质处理使焊缝中的δ-铁素体溶解,形成了板条马氏体+...     

AZ31镁合金TIG氩弧焊接应力场的数值模拟

以开V形坡口镁合金薄板对接为例,利用ANSYS软件对其焊接过程进行了模拟分析。首先建立了一个三维有限元模型,并利用生死单元技术模拟实际的焊接过程,得到了焊接温度场及残余应力场的分布情况,并对结果进行了分析和讨论。同时,在相同工艺条件下完成了实际的焊接实验,并对焊接残余应力进行了测量。实测结果与计算结果比较吻合,这说明ANSYS的单元生死技术可以有效地模拟焊接过程,本方法对焊接模拟工作中各种关键问题的处理比较得当。     

冷作磨具钢Cr12MoV磨削温度场的仿真

针对冷作磨具钢Cr12MoV进行了磨削温度场的研究,并依据建立的有限元仿真模型,对扩径头外扇形块模型进行了磨削温度场的仿真,实现了扇形块磨削温度场的预测,为研究磨削参数对磨削温度的影响提供了理论依据。     

正交各向异性有限变形下材料的粘塑性力学行为的研究

给出正交各向异性有限变形下的统一粘塑性理论中的 Walker模型的本构表达并成功地利用参数控制法(GPM方法 )对其进行数值计算 ,推导出 Walker模型的隐式应力积分过程。在计算的基础上 ,研究了温度、应变率对材料的应力应变关系的影响 ,以及蠕变 ,应力松弛 ,热恢复及循环塑性这些高温下材料的粘塑性力学行为。     

圆管的弹塑性变形分析及有限元模拟

通过分析厚壁圆管施加外压的受力特点．使用ANSYS有限元软件对厚壁圆管弹塑性变形进行模拟,分析圆管的变形规律和应力、应变分布状况。对液压柔性成形的科研和运用提供有效的帮助。     

异种钢焊接接头蠕变过程的有限元模拟

异种钢焊接接头常应用于高温下工作的大型构件,其蠕变特性和持久性能对结构的安全性具有重要意义。常规的蠕变试验和高温持久试验仅适用于均匀材料,对非均匀的异种钢接头存在局限性。为了解决该问题,针对某种构件上采用的含有过渡层的马氏体钢与珠光体钢异种金属接头进行了有限元建模。分别利用K-R蠕变损伤模型和改进的θ Projection模型进行模拟计算,并且对比了非均匀结构与均匀的焊缝、过渡层和母材的蠕变特性。对比发现,非均匀结构中抗蠕变性能较弱的过渡层部分的蠕变速率要大于均匀的过渡层材料的蠕变速率,这说明材料的不均匀性会带来附加的蠕变损伤。因此,仅通过均匀材料的蠕变试验来预测非均匀结构的寿命是不可靠的,应采用蠕变试验与有限元计算相结合的方法进行非均匀结构的寿命预测。