液力变矩器固定块焊接残余应力的数值模拟

以液力变矩器固定块MAG焊为研究对象,建立了热-力耦合的三维模型,采用Sysweld模拟软件对不同焊接顺序、焊接方向下的焊接残余应力和零件变形进行数值模拟,分析了焊接顺序、焊接方向对焊接残余应力和零件变形的影响。通过与实际焊接变形量及热影响区域的对比,验证了模型的准确性。分析结果表明,焊缝的焊接方向对残余应力影响较大,较好的焊缝焊接方向是由外向内进行焊接。     

采用热弹塑性有限元方法预测低碳钢钢管焊接变形

用有限元分析软件ABAQUS Code开发了用于模拟焊接温度场、焊接残余应力和焊接变形的热弹塑性有限元计算方法.通过建立三维有限元模型,预测了低碳钢钢管多层焊接时的温度场和焊接变形,并通过试验验证了所提出计算方法的精度和有效性.结果表明,在多层焊接条件下,采用有限元方法计算得到的焊接变形与试验结果十分吻合.     

船用薄板焊接接头残余变形有限元模拟

运用热弹塑性有限元法,对不同焊接工艺条件下板厚6 mm的AH36钢薄板焊接接头残余变形进行了有限元模拟研究.结果表明,使用不同的焊接方法,纵向挠曲变形和角变形量发生显著变化,采用单一CO2气体保护焊,焊接残余变形量较小;采用CO2气体保护焊+埋弧焊的混合焊方法,焊接残余变形量有所增大;在焊缝背面施加雾化水冷,可以有效控制焊接残余变形,尤其对于控制采用单一CO2气体保护焊的角变形成效显著.为了验证有限元模拟结果的准确性,采用与有限元模拟完全相同的工艺条件对AH36钢薄板进行了焊接残余变形试验,试验结果与数值模拟结论存在一定误差,但基本变化趋势一致,表明采用有限元模拟技术可以预测AH36钢薄板焊接残余变形.     

基于DIC和三维白光扫描焊接变形研究

借助有限元分析手段对板材的焊接过程进行模拟,得到焊接变形和应力分布情况。基于白光三维扫描仪和DIC两种测量手段,分别验证焊后变形趋势和变形量,同时采用盲孔法测量残余应力分布结果,计算结果与实验结果吻合较好,证明有限元模型的正确性和有效性。结果表明,白光三维扫描法对焊后整体变形趋势进行了定性分析,DIC对焊后局部变形进行了定量分析,应力模拟结果基与实际应力分布测量结果基本吻合,对现场结构件变形预测和残余应力分布趋势分析有重要指导意义。     

低碳钢薄板单道堆焊焊接变形的数值模拟

基于ABAQUS有限元分析软件,开发了考虑移动热源、材料非线性和几何非线性的热-弹-塑性有限元计算方法.利用所开发的数值方法对薄板单道堆焊时的焊接残余应力和变形进行了模拟.同时采用试验方法测量了薄板接头的焊接变形和残余应力.通过对比数值模拟结果和试验结果,验证了所开发方法的有效性.在同时考虑几何非线性与材料非线性的情况下,有限元计算得到的焊接变形结果与实测值一致;计算得到的焊接残余应力也与实测值比较吻合.此外利用数值模拟方法详细研究了薄板焊接变形的特点和残余应力的分布特征.     

薄板对接焊三维应力场数值模拟

利用有限元软件ANSYS对薄板对焊过程进行数值模拟,采用内部生成热作为焊接热源,根据实际焊接工艺参数,在温度场和应力应变场计算中都采用生死单元技术,与试验方法测得的变形结果进行对比,模拟所得残余应力和变形与实际测量值基本吻合,这为模拟有熔滴过渡的焊接过程的变形提供了有效的途径和方法。     

基于ANSYS的焊接方法对焊接应力的影响研究

依据ANSYS弹塑性有限元理论对四种不同焊接方法下对接平板的焊接过程进行了数值模拟,确定了堆焊薄板焊后的残余应力和焊接变形分布,并对结果进行了分析比较。发现除直通焊外,其他三种焊接方法下焊后横向残余应力都存在正负反复波动,这主要是由焊接过程中温度分布不同和焊缝及近缝区的横向收缩引起的。研究方法和结果对合理的选择焊接方法、控制和预测焊接残余应力和变形提供参考。     

工艺参数对铝合金搅拌摩擦焊变形和残余应力的影响及优化

FSW作为先进固相连接技术,广泛应用于轨道交通车辆生产制造中。文中结合理论与试验研究了FSW工艺参数对6005A-T6铝合金枕梁搅拌摩擦焊接头残余应力与焊接变形的影响,首先建立了枕梁有限元模型,采用顺序热力耦合的方法,计算了不同工况下焊接接头的残余应力与变形,进而开展枕梁结构搅拌摩擦焊试验,采用钻孔法对焊接试件进行了残余应力测试,并对仿真分析和试验检测结果进行了对比分析,然后对仿真结果开展了正交试验、极差分析、回归分析得出残余应力与焊接变形和焊接工艺参数的关系式,最后对所得数学模型进行粒子群优化分析。结果表明,焊接速度一定时,提升一定的主轴转速,低焊速下横向残余应力峰值变化量更大,而高焊速下纵向残余应力、焊接变形峰值变化量更大;主轴转速一定时,提升一定的焊接速度,低主轴转速下横向残余应力、焊接变形峰值变化量更大,而高主轴转速下纵向残余应力峰值变化量更大;采用粒子优化算法所得的最优残余应力与焊接变形组合为残余应力峰值199.9 MPa,焊接变形峰值0.352 mm,对应焊接参数为焊接速度461.6 mm/min,主轴转速300 r/min,其优化效果为6.13%。文中所得结论为枕梁及其类...     

激光电弧复合焊接顺序对304不锈钢T形接头影响的模拟试验分析

建立304不锈钢T形接头三维有限元模型,研究激光电弧复合焊接顺序对304不锈钢T形接头热变形及残余应力的影响. 采用高斯面热源加高斯锥形体热源组合的热源模型,模拟激光电弧复合热源,并通过304不锈钢激光电弧复合堆焊工艺试验验证数值模拟激光电弧复合焊接过程的可靠性. 结果表明,焊缝截面熔池形貌的数值仿真结果与焊接工艺试验结果吻合较好,该热源模型能有效模拟激光电弧两种热源的复合作用. 确定多种焊接顺序方案,分析不同焊接顺序下T形接头温度场、残余应力和热变形情况,激光电弧复合焊接顺序对T形接头残余应力及热变形均有影响,通过对比不同顺序下残余应力值及热变形量发现,顺序焊接能有效减小焊接残余应力,同时反向焊接产生的热变形量最小. 综合分析,不锈钢T形接头顺序反向焊接的效果最佳.     

考虑铝合金接头软化的焊接变形及残余应力预测方法

针对铝合金焊接接头的软化问题,通过采用合理材料模型对该问题进行了描述,并在此基础上开发了相应的热-弹-塑性有限元计算方法来预测铝合金薄板的焊接变形和残余应力.以TIG重熔铝合金薄板为例,模拟分析了焊接过程中的温度场、残余应力和焊接变形.同时,采用试验方法测量了焊件的挠曲变形.结果表明,考虑软化现象的有限元数值计算结果与试验测量结果更吻合,验证了提出材料模型和所开发的有限元计算方法的有效性;对于接头软化较为明显的铝合金材料,进行焊接残余应力的数值模拟时有必要建立反映接头软化的材料模型.     

液力变矩器总成点固焊焊接变形有限元分析

液力变矩器总成电子束环焊缝焊前先要6点点固焊,3焊枪对称同时先焊3点,然后工件转60°再焊另外3个焊点。液力变矩器上盖和泵轮之间的焊后间隙有严格要求。应用热弹塑性有限元法对液力变矩器点固焊过程夹持力和焊接变形进行全面分析,定量得出了焊接预留间隙,为夹具设计提供了依据。总成点固焊的同心精度是重要的考核指标之一,计算结果与实验结果显示径向变形主要由点固焊的前3点决定,点固焊同步性对同心精度有重要影响。     

电子束焊接在我国汽车零部件的应用与发展

介绍了电子束焊接汽车齿轮、液力变矩器涡轮总成、铝合金汽车驾驶舱横梁、涡轮增压器、行星轮架等部件在中国的应用概况，与发达国家在设备技术、焊接品种上的差距及其发展前景。     

液压加载式变速器疲劳试验台测控系统设计

变速器新产品在开发过程中,需要进行一定的载荷循环次加载疲劳寿命试验,以验证内部齿轮、轴、轴承、箱体等零部件以及整体系统的可靠性,液压加载式变速器疲劳寿命试验台是其中重要的试验设备。变速器疲劳寿命试验过程中,扭矩负载一般采用调节液压加载器中的压力进行控制,但温度、机械结构状态等因素会导致扭矩的波动,因此需要对液压加载器中的压力进行实时调节,确保试验扭矩的稳定性。通过试验扭矩PID控制方法和试验系统自动流程控制方法的研究,开发了一套可实现变速器疲劳试验所需的转速转矩自适应控制、试验流程自动控制、试验数据自动采集存储等功能为一体的自动化程度较高的测控系统。疲劳寿命试验结果表明,该测控系统可使液压加载式变速器疲劳寿命试验台具有较高的测控精度及自动化水平,具有广阔的应用前景。     

焊后热处理退火工艺对十字接头疲劳寿命的影响

通过对焊接结构疲劳评估标准分析,归纳了疲劳评估标准对焊接残余应力的考虑,阐明了从计算疲劳寿命角度看,残余应力不需要再另外考虑。设计并制作了一批十字接头试件,采用BS 7608:2014+A1:2015标准对疲劳试验数据进行了分析,结果表明,焊后退火前和不同工艺退火后的十字接头试件疲劳寿命没有显著差异。     

混流式转轮焊接残余应力测试新装置与新方法

混流式转轮叶片出水边焊接接头区域存在的较高残余应力是导致转轮疲劳开裂的重要原因,混流式转轮焊后及热处理后的焊接残余应力测试已经成为转轮制造过程中的必要工艺,其测试精度及效率对转轮制造质量及效率有重要影响.根据转轮的结构特点研发了新型残余应力测试装置,并根据转轮疲劳开裂的特点确定了针对混流式转轮焊接残余应力测试的新方法,实际应用试验结果表明测试所得结果能够真实反映热处理前后转轮易开裂区域的残余应力分布情况.新型测试设备及方法完全适用于混流式转轮的残余应力测试,而且具有非常高的测试精度及效率.     

焊接区位置对焊接结构疲劳性能影响的定量分析

为了研究焊接区位置对结构疲劳性能的影响,本文对焊接结构连接件进行了疲劳试验,并进行了有限元分析及寿命预测。结果发现,焊接区与其它应力集中区会发生应力耦合效应,进而降低结构的疲劳寿命。焊缝位置越远离其他应力集中区,焊缝应力越小;当焊缝与其他应力集中区距离大于焊缝宽度的8倍时,耦合效应消失。在耦合区内,疲劳寿命与焊缝距离近似呈线性关系。     

双驱动交互控制技术

在某些飞机起落架结构疲劳试验中,需要在不同受力情况下进行循环载荷加载疲劳试验。为了加载精确、降低成本、减少人力物力消耗,采用随动加载方式进行加载,即对加载设备使用位移定位控制,通过改变加载设备位置间接对试验件进行载荷加载,从而完成不同状态的载荷试验。以往位移控制一般使用伺服控制液压加载设备,控制信号易受外界干扰,存在定位不准确、加载器抖动等,从而导致位移定位存在误差,试验加载精度不够。为了解决这一问题,引入电驱动控制系统,该系统响应快、精度高,无液压油中间介质,性能稳定,多执行器同步性高。经过理论分析与研究并通过验证试验,使用液压驱动与电驱动交互控制技术完成试验加载控制,提高了试验加载精度,满足了起落架疲劳试验需求。试验结果表明,该技术可应用于一些特殊的飞机起落架结构强度疲劳试验。     

航空发动机薄壁机匣疲劳裂纹修复焊接变形控制

分别采用恒定直流TIG焊、脉冲直流TIG焊、微束等离子弧焊等方法对航空发动机材料K4169试板进行了焊接试验,经测试脉冲直流TIG焊接头力学性能最优,采用该方法对机匣支板头通气孔附近的裂纹进行了修复试验,测试了裂纹所在支板头对应的内外环安装边的径向距离和距基面的距离,分析了热处理对焊接变形的影响.结果表明,机匣支板头通气孔附近的疲劳裂纹修复,导致机匣发生了径向伸缩和周向扭曲变形.热处理对于薄壁机匣疲劳裂纹修复后焊接应力的消减起到重要作用,可有效地减小焊接变形,保证装配精度.     

A7N01铝合金焊接接头的补焊性能分析

以高速列车用A7N01铝合金原始焊接接头和一次补焊接头为研究对象,通过残余应力测试、拉伸试验、硬度试验、金相分析以及断裂韧度测试等手段对补焊前后焊接接头力学性能进行了研究,基于断裂力学理论对补焊前后焊接接头进行了力学性能测试和显微组织分析,依据试验结果对补焊前后构件临界失稳断裂长度进行计算,由金相分析结果假定补焊前后初始裂纹长度,利用Paris公式对含有初始缺陷的补焊前后焊接接头进行疲劳剩余寿命计算,计算结果说明尽管补焊工艺一定程度造成了材料性能损失,在存在裂纹的情况下依然是一种有效的提高构件承载能力的方法.