对焊管道焊接残余应力分布规律的有限元分析

以大型通用有限元软件ANSYS为基础,建立了对焊管道三维有限元计算模型。通过对焊接温度场、应力场计算结果的分析,得出了对焊管道焊接残余应力的应力集中区域以及焊接残余应力在管道厚度方向的分布规律。分析结果表明:线热源无法准确模拟出施焊过程中焊缝的热交换过程和熔池现象;管道对接焊时,会在施焊终点处形成较大的应力集中区域;在管道内、外表面,径向残余应力在焊趾处均表现为拉应力,随距焊趾距离的增加迅速转化为压应力,轴向残余应力在管道外表面表现为压应力,在管道内表面表现为拉应力;在管道厚度方向,径向残余应力在焊趾处表现为拉应力,并随深度的增大而增大,轴向残余应力在近外表面区域表现为压应力,随着深度的增大,逐渐转化为拉应力。     

小截面焊接工字钢残余应力分布试验研究

为研究小截面焊接工字钢残余应力分布规律,采用分割法,对某经振动台试验后的拉链柱式中心支撑钢框架结构中18个焊接工字形小截面试件的残余应力进行了测量。基于测量数据,得到了残余应力分布和拉、压残余应力的大小,研究了板件宽厚比对残余应力的影响。结果表明,较小截面试件的残余应力与翼缘、腹板宽厚比之间并无明显规律。建议翼缘端部和腹板的中部残余压应力值取0.5f_y(f_y为钢材屈服强度),翼缘中部和腹板端部残余拉应力值取0.8 f_y。基于此,提出了小截面焊接工字钢残余应力分布的简化计算模型,并将模型计算值与试验值进行了对比,绝大部分的实测残余应力值均在简化计算模型计算值的包络范围内。     

不锈钢焊接工字形截面残余应力分布试验研究

通过焊接加工10个不锈钢工字形截面试件（选材包括奥氏体型S30408和双相型S22253两种）,采用分割法将试件截面切分成条带,量测释放的残余应变,计算得出截面的残余应力大小与分布形态。结果表明：试件截面的残余拉应力峰值低于材料的名义屈服强度,对于奥氏体型S30408和双相型S22253两种不锈钢试件的截面残余拉应力峰值分别约为其名义屈服强度的80%和60%。基于试验结果对现有简化分布模型的评估表明其应用的局限性,提出可以较准确描述不锈钢焊接工字形截面残余应力分布的建议简化模型,结合现有的其他试验数据,对建议简化分布模型的适用范围进行了验证和推广,可以为不锈钢结构构件的稳定性研究和设计提供参考。     

焊接残余应力对焊接结构的影响

焊接残余应力是焊件产生变形和开裂等缺陷的主要原因,由于其影响因素众多,本文分别从焊接残余应力对结构的刚度、受压杆件稳定性、静载强度、疲劳强度、构件脆性、焊件加工精度和尺寸稳定性等方面进行分析研究残余应力对焊接结构产生的影响。     

焊接残余应力对加强型节点力学性能影响研究

以翼缘板加强式和盖板加强式两类加强型节点为研究对象,采用ANSYS结构分析软件"生死单元"功能模拟了瞬态焊接过程,得到焊接残余应力场的分布,在此基础上,针对有、无考虑焊接残余应力的两种有限元模型,分析了残余应力对节点和荷载-位移滞回性能及脆性断裂特性等影响。研究结果表明,焊接残余应力对盖板加强型节点的脆性断裂影响大于翼缘板加强型节点,盖板加强式节点在梁端对接焊缝的边缘容易发生脆性断裂,在设计和施工时应予以注意并采取相应的防范措施。     

钢结构焊接残余应力分析

在钢结构中一个比较重要的施工工艺就是焊接技术,焊接关系到结构的安全性能和工程质量的好坏。焊接时产生的残余应力是由于高度集中的热输入导致的,正因为残余应力会影响到工程的质量,所以加强对钢结构焊接残余应力分析具有重要的现实意义。     

焊接工艺中的残余应力

介绍了建筑钢结构焊接残余应力的特点，分析了残余应力产生的原因，并从自然时效、热时效、振动时效几方面阐述了残余应力的消除方法，简单介绍了振动时效法在热风炉中的应用，最后论述了残余应力测量方法，以保证钢结构的结构安全性。     

焊接残余应力的研究进展

结合残余应力的研究方法与手段,综述了焊接残余应力在国内外的研究进展,并对焊接残余应力的发展趋势及其有待解决的问题进行了深入探讨,为工程结构稳定性优化设计提供指导。     

焊接铝合金构件残余应力试验研究

迄今为止,我国有关焊接铝合金构件残余应力的研究还不多见.由于铝合金与钢型材的材性等方面有诸多不同,使得焊接对铝合金的影响变得更为复杂.作为焊接影响的一个重要方面,焊接残余应力的分布规律成为迫切需要研究的重要课题.为此,采用切片法对两种方式焊接的铝合金工字型截面构件的残余应力进行了测试.通过对测试数据的分析整理,得出纵向焊接工字型截面构件残余应力的分布情况.为进一步总结焊接铝合金构件残余应力的分布规律及研究残余应力对构件承载力的影响提供了基础.     

焊接圆钢管残余应力试验研究

为研究焊接圆钢管的纵向残余应力分布规律,采用分割法对9个不同截面尺寸、不同钢材强度、不同加工工艺的试件进行了测量。基于测量数据,得到了不同尺寸试件的全截面残余应力分布和拉、压残余应力的大小,研究了圆钢管径厚比、钢材强度、热镀锌处理对残余应力的影响以及测量过程中人为误差对测量结果的影响。试验结果表明,高强度钢材焊接圆钢管的残余应力分布较均匀,热镀锌处理降低了圆钢管的最大残余拉应力;采用分割法测量时人为操作产生的误差很小。最后,提出了完整的适用于焊接圆钢管截面的残余应力分布模型,并进行有限元模拟,与试验结果吻合良好,为进一步对焊接圆钢管整体稳定进行有限元分析提供参考资料。     

焊接残余应力对结构强度的影响

轮式起重机的钢结构普遍应用焊接结构。研究焊接产生的残余应力对结构强度的影响,已成为一个重要的课题,特别对于重量轻而强度要求较高的结构(如起重臂等)更为突出。在焊接过程中,由于急剧加热和冷却,使得焊缝附近温度分布很不均匀。焊缝处温度高,而周围金属温度较低,至使高温部分金属     

谈焊接残余应力对结构的影响

综述了焊接残余应力产生的原因、影响因素及其对焊接结构承载力、疲劳强度、刚度、稳定性能和应力腐蚀开裂的影响。最后,对一些减少焊接残余应力的措施进行了探讨,以指导实践。     

高强度钢焊接H形截面构件残余应力分布试验研究

采用分割法对国产Q460C、Q690D和Q960D 3种高强度钢沿焊接H形截面纵向分布的残余应力进行了测量,以研究钢材强度、板件宽厚比、板件厚度、焊缝类型和焊接工艺等因素对残余应力分布的影响。板件厚度选用10 mm和20 mm,板件边缘采用火焰切割,焊缝类型为对接与角接组合焊缝(K型熔透焊缝)和角焊缝,焊接方式为CO_2气体保护焊和埋弧焊。试验结果表明:在所介绍的焊接工艺下,板件的残余应力值与钢材名义屈服强度无直接关系;翼缘焊缝区域的最大残余拉应力值与板件宽厚比无关;翼缘和腹板的残余压应力值分别随着板件宽厚比和板厚的增大而减小;翼缘和腹板的残余压应力值随着与焊缝区域距离的增大而呈现先增大后减小的趋势,部分转变为残余拉应力;焊缝类型和焊接工艺通过影响热源输入点的位置和深度而影响残余应力值。     

振动时效对焊接残余应力影响的试验研究

为了解决某大型焊接结构件的焊接变形问题和提高其机加工后的尺寸稳定性,对该结构件进行残余应力测定及振动时效试验.试验结果表明,结构件尺寸稳定性与其焊接残余应力有关.振动时效能大幅度降低焊接结构件的焊接残余应力并改善残余应力的分布状态,提高其尺寸稳定性.     

焊接残余应力对钢框架节点承载力影响研究

为了研究焊接残余应力对钢框架承载力的影响,本文采用有限元分析模型,通过改变翼缘厚度和翼缘宽度提取不同分析模型的残余应力值,分析其变化规律,利用残余应力的平均值来分析残余应力对应力强度因子和对梁节点下翼缘拉应力的影响,通过比较得出结论:考虑残余应力后,I型裂纹尖端应力强度因子K_I增大,而且随着翼缘厚度和宽度的增加,残余应力对K_I的影响逐渐增大,但即使考虑残余应力,K_I也远小于平面应变断裂韧度K_(IC);考虑残余应力后梁翼缘拉应力都比不考虑残余应力时大,但随着翼缘厚度的增大,梁翼缘拉应力减小的幅度逐渐增大,而翼缘宽度增大后,梁翼缘拉应力反而有所增加,由此可见提高焊缝抗拉强度,增大梁翼缘厚度比加宽梁翼缘更有效。     

T型钢节点焊接残余应力及变形研究

运用有限元方法分析研究了T型节点焊接的残余应力与变形,重点阐述了该T型焊接变形的类型、残余应力分布规律及控制焊接变形的措施,供类似工程参考。     

浅谈水电站焊接残余应力分析

本文通过对某水电站的压力钢管月牙肋下部拼缝、管节纵缝处、管节相交汇处的直角焊缝三个区域的焊接残余应力进行测试,对测试结果进行分析,以期能够为以后更好的做好水电站压力钢管焊接工作,延长压力钢管使用寿命作为参考。     

浅析焊接残余应力消除原理

在进行金属的焊接时,会有压缩塑性变形的产生,而压缩塑性变形的补偿以及抵消拉伸塑性变形则为残余应力消除的主要原理.也就是说,通过减少塑性应变来实现弹性应变的抵消,通常情况下,是减少拉伸塑性应变或对拉伸弹性应变进行抵消.本文对低应力无变形法、机械拉伸法、滚压法、温差拉伸法对焊接残余应力的消除做了分析.     

厚板焊接残余应力有限元分析

根据热弹塑应力理论、有限元增量理论,利用大型有限元软件ANSYS对于厚板建立有限元模型,模拟分层焊接过程,查看不同分层过程对厚度方向残余应力分布的影响。研究I形、V形、X形坡口焊接,分析不同坡口形式对焊接残余应力的影响。分析结果表明,厚板分层焊接能降低焊接残余应力,坡口的选择对残余应力有明显影响。为残余应力的理论分析提供参考。     

焊接接头残余应力数值模拟

焊接计算软件盛行,然因其考虑因素不够全面,结果缺乏准确性.本文用有限元分析软件AN-SYS,编程模拟焊接接头的残余应力的大小和分布.模拟结果和试验结果比较吻合,证明了方法的实用价值.最后以宏文件形式形成程序块内嵌到软件中,便于计算和应用.