随机轮载下钢桥面顶板与纵肋焊缝疲劳裂纹扩展特性研究

车辆轮迹横向分布是钢桥面板焊缝处产生随机应力谱的一项关键因素,加之焊接缺陷形态的随机性,诱发钢桥面板疲劳裂纹随机扩展行为。为了研究钢桥面顶板焊缝处疲劳裂纹的随机扩展特性,基于断裂力学理论与扩展有限元方法分析了轮迹横向分布对钢桥面板顶板焊根和焊趾等效应力强度因子的影响规律,揭示了轮迹横向分布离散度、初始裂纹深度和初始裂纹形态比对焊缝处疲劳裂纹随机扩展路径分布的影响规律。结果表明：轮载中心处于U肋正上方中心和焊缝中心位置分别为顶板焊趾和焊根的最不利横向加载工况;车辆轮迹横向分布对顶板焊根和顶板焊趾疲劳裂纹前缘应力强度因子影响差异显著,顶板焊根最大等效应力强度因子为85.99 MPa·mm^1/2,比顶板焊趾增加了6.72%;轮迹横向分布离散度和初始裂纹深度与钢桥面板焊缝处疲劳裂纹随机扩展路径分布离散程度成正相关,初始裂纹形态比与其成负相关;焊缝细节初始裂纹深度越大,车辆荷载对其横向影响范围越大;焊缝细节初始裂纹形态比越大,车辆荷载对其横向影响范围变化不明显。     

低强匹配对接接头焊接残余应力的数值模拟分析

本文采用数值模拟方法,分析了低强匹配对接接头2种拘束条件、5种屈服强度匹配系数的焊接残余应力。结果表明,低强匹配接头焊根处的三向残余拉应力较小,对静载强度影响不大;焊趾处的三向残余拉应力较大,对疲劳强度和冷裂倾向有不利影响。自由状态的纵向残余应力和两端约束状态的横向残余应力,焊缝金属屈服强度每降低25MPa,其残余应力减少约11MPa。     

铸造TC4钛合金电子束焊残余应力测试

对铸造TC4钛合金进行电子束焊接,使用X射线衍射法对焊后母材、热影响区以及焊缝的表面残余应力分布状况进行测试和分析。结果表明：垂直于焊缝方向的测试点上,焊缝及热影响区在横、纵两个方向上主要存在拉应力;剪切应力数值均在±50MPa范围内,可以认为对焊缝性能没有影响。沿焊缝长度方向的测试点上,无论横向应力还是纵向应力,焊缝起始端的应力值要低于焊缝终止端的应力值。纵向残余应力表现为拉应力,横向残余应力由压应力逐渐向拉应力方向转变。     

对接试板焊接残余应力实测与数值模拟

使用压痕法对两副对接试板进行了表面焊接残余应力测试，并通过焊接有限元仿真获得了对接试板焊接残余应力分布规律，对比分析了表面残余应力实测和数值模拟结果。分析结果表明，焊接残余应力数值仿真结果和压痕法实测结果趋势一致，数值相差不大，残余拉应力峰值实测为599 MPa,仿真结果为597 MPa,表明数值模拟方法可预测焊接残余应力；焊缝及热影响区最大纵向残余应力属于拉应力，而最大横向残余应力为压应力，横向残余应力峰值低于纵向残余应力峰值；等效应力(Mises应力)峰值792 MPa,高于试板材料在常温下的初始屈服强度，表明该材料具有明显的加工硬化现象。     

汽轮机抽汽疏水管焊缝开裂原因分析

某电厂汽轮机二级抽汽疏水管在运行过程中于焊缝处发生开裂。采用宏观分析、化学成分分析、金相检验、扫描电镜分析等方法对疏水管焊缝开裂原因进行了分析。结果表明:由于该疏水管直管和弯管对接焊后未进行去应力焊后热处理,焊缝处残余应力较高;在焊接残余应力、工作应力及氯离子的共同作用下,疏水管焊缝内壁萌生裂纹,裂纹由管内壁向外壁不断扩展,最终导致疏水管发生应力腐蚀开裂。     

圆钢管加工方法诱导的残余应力分布检测与分析

为了研究圆钢管加工方法诱导的纵向残余应力分布规律,该文采用盲孔法对截面规格为 φ325×8的5组15个不同强度、不同加工方法的圆钢管试件进行了测量。基于测量数据,得到了试件截面残余应力分布和拉、压残余应力的数值大小,研究了埋弧焊、高频焊和热轧三种不同加工方法对残余应力分布的影响。试验结果表明,埋弧焊对圆钢管截面纵向残余应力的影响强于高频焊,高强度焊接圆钢管的残余应力分布比较均匀,且焊缝区最大残余拉应力分布在焊缝两侧各40 mm区域内;普通强度钢管截面的最大纵向残余压应力为0.35σ_y,而Q690高强钢焊接圆钢管截面的最大纵向残余压应力为0.21σ_y,同中点截面的纵向残余应力峰值相比,起焊点和落焊点截面处的纵向残余应力峰值偏小。不同于焊接圆钢管,热轧无缝圆钢管同一截面内外表面的最大纵向残余应力数值大小相同,符号相反,其最大值为0.15σ_y。     

6061-T6铝合金中厚板-节点套多层多道焊数值模拟

为研究铝合金中厚板-节点套接头在多层多道焊后的残余应力和变形分布,本文基于ABAQUS软件建立了该接头三维有限元模型,采用双椭球热源、生死单元法以及顺序耦合法,对6061-T6铝合金中厚板-节点套多层多道焊进行数值模拟,并分析了接头的温度场,以及在夹具约束下的焊接残余应力及变形的分布情况。研究结果表明:数值模拟与实际接头的熔池形状吻合度较高;摆动焊接过程中温度曲线呈多峰结构;焊件的升温速率明显大于冷却速率,且冷却速率随时间逐渐减小;焊接残余应力主要集中在焊缝及夹具区域,且小于6061-T6铝合金在室温下的屈服强度;接头的最大横向残余应力为129.9 MPa,中厚板上的横向残余应力大于节点套上的横向残余应力;接头的最大纵向残余应力为132.9 MPa,沿焊接方向,焊缝处的纵向残余应力呈山峰状分布;该接头在Y轴方向上的变形最大,为1.494 mm,该接头的最终变形结果为上凸变形。     

基于Simufact的割草盘控制杆焊接成形质量控制研究

目的保证割草机割草盘控制杆焊后的装配精度和尺寸稳定性。方法采用Simufact Welding软件对割草盘控制杆焊接过程进行模拟仿真。通过建立合适的热源模型,得到焊后变形和焊接应力分布情况。结果椭圆板焊缝处为焊接变形最大的区域,最大总变形量为0.73 mm;焊后最大等效应力为395.59 MPa,且沿焊缝两侧向外扩展,等效应力呈递减趋势。结论通过工装优化方案,实现了焊后残余变形控制,最大变形量由0.73 mm降低到0.41 mm,且未引起焊接残余应力的上升,但焊后残余应力仍处于较高的水平,可通过焊后退火消除残余应力。     

超高转速搅拌摩擦焊铝合金板的焊接变形和残余应力

采用10 000r·min~(-1)以上的超高转速搅拌摩擦焊设备,对100mm×80mm×1mm的2014铝合金板进行了对接焊。利用水雾冷却的方法控制铝合金板的变形,得到了表面成型良好且变形较小的焊件,并对焊件的焊接变形和残余应力进行了测定和分析。结果表明:该2014铝合金板的焊缝无减薄,横向最小挠度为0.25mm,纵向最小挠度为0.3mm;焊缝处的残余应力很低,纵向残余应力峰值区间为-43~-83 MPa。     

27SiMn钢窄间隙GMAW环焊缝开裂原因分析

目的 以发生开裂的27SiMn钢窄间隙GMAW环焊缝为研究对象,研究其裂纹形成原因及扩展过程。方法 对裂纹附近的母材及焊缝进行化学成分分析、裂纹宏观形貌分析、金相组织分析、扫描电镜分析、结构受力分析等,探明裂纹的形貌特征、形成原因及扩展路径。结果 试样化学成分和金相组织无明显异常,满足使用要求。裂纹属于明显的张开型（Ⅰ型）裂纹,从焊缝根部向缸体表面呈碗状扩展,形成缸体内部与外部的连接通道,导致液压油渗漏。裂纹起源于焊缝根部的热影响区,焊缝根部熔深不稳定,部分拼接处存在未熔透缺陷,未熔透处存在的氧化铝、碳酸钙等夹杂物是形成裂纹的主要诱因。在焊接残余应力的作用下,沿焊缝根部的夹杂物形成轴向裂纹和周向裂纹;在工作载荷的作用下,焊缝根部周向拉应力和轴向拉应力达到最大值,其中周向拉应力约为工作载荷的5.5倍,在周向拉应力的作用下,裂纹沿径向和轴向发生扩展,最后形成碗状的裂纹扩展面。结论 焊缝根部的未熔透缺陷和非金属夹杂物是产生裂纹的主要原因,在工作载荷的作用下,裂纹沿轴向和径向发生扩展,最后扩展至缸体表面呈碗状。     

残余应力对包装机械腐蚀开裂的影响及对策研究

包装机械零，部件在制造过程，内部都会产生残余应力，通过实验阐述了残余应力对包装机械腐蚀开裂性能的影响，以及防止腐蚀开裂的措施。     

浦东国际机场钢屋架上弦主梁的残余应力测定与分析

利用X射线应力测定技术对浦东国际机场钢屋架上弦主梁的残余应力进行现场测定。简要阐明了造成不同焊缝应力分布的原因及火工校弯成形工艺对构件残余应力分布的影响。     

A new algorithm for estimating fatigue life under mean value of stress

This paper discusses two problems: allowing for mean value of torsional stress and the variability of material properties with out of‐parallel fatigue characteristics. The effect of normal mean stress and shear mean stress is modified by reduction coefficients, which, to a large extent, depend on the value of existing loads. These coefficients have been developed experimentally on the basis of an analysis of the findings from fatigue tests on 2017A‐T4 and 6082‐T6 aluminium alloys and S355 alloy steel. The methods of calculation, suggested in this paper, are applicable to the materials in elastic–plastic state. The suggested algorithm for estimating fatigue life for the combination of bending or tension and compression and torsion under shear stress is based on Kluger's stress criterion. The usability of the algorithm was verified by comparing the calculation results with the results of own experimental tests on 2017A‐T4 and 6082‐T6 aluminium alloys, which have been noted to indicate sensitivity to shear mean stress, and the tests found in the professional literature (tests on S355, 30CrNiMo8 and 30NCD16 steel and Ti‐6Al‐4 V titanium alloy). A comparative analysis of the calculation and experimental results proved that there is a satisfactory correlation between them.     

玻璃中永久应力的理论分析与数值模拟

为了分析玻璃退火过程中永久应力的形成规律以及应力值的大小,基于玻璃永久应力的成因分析,建立了弹性体数值模型,给出了永久应力的计算方法和步骤。根据所建模型,利用ansys软件模拟了玻璃退火过程中结构应力和残余温差应力的形成过程,发现结构应力产生于膨胀系数开始发生变化的温度567℃,停止于膨胀系数稳定时的温度480℃。并根据模拟结果,计算出了玻璃中永久应力值的大小:边部压应力1.022MPa,中部张应力0.602MPa。模拟过程比较准确地反应了实际玻璃退火过程中应力的形成过程,根据模拟值求出的应力值大小基本符合玻璃实际应力值情况。     

On the Choice of Stress Invariants in Solving Problems of Mechanics

It is proposed to formulate strength criteria as a relationship between the stress intensity and dimensionless invariant , which is equal to the ratio of the first stress-tensor invariant to the stress intensity. The use of the invariant in the case of plane stress is proved to be correct. A comparison of calculated and experimental data demonstrates advantages of the proposed formulation of the ultimate state conditions over the classical approach. Possible ways of how to extend the presented approach to a triaxial stress state are indicated.     

工艺因素对TC4合金应力松弛行为的影响

研究了TC4合金应力松弛行为的特征和工艺因素的影响.结果表明,TC4合金应力松弛行为可以分为两个阶段:第一阶段,应力松弛非常快,第二阶段应力松弛缓慢,但长时间应力松弛后剩余应力趋向于一极限值;应力松弛行为可以用应力松弛极限和应力松弛速率两个参量进行表征;温度升高时,松弛速率加快,应力松弛极限降低;同一温度不同初应力作用的应力松弛,应力松弛极限相同.     

振动时效在刺绣机机架加工中的应用

本文基于现场试验 ,简要介绍了振动时效 (VSR)在刺绣机机架应用过程中的一些技术要点和振动参数设定 ,并根据JB/T5 92 6— 91中相关的VSR效果评定标准论证了本次试验方案的可行性 ;同时 ,本文将动应力测量法引入VSR效果评定中 ,并与其它方法相比较。结果表明通过动应力测量来进行VSR效果评定具有便捷、定量、经济的优点 ,是一种应用性技术。     

现代企业中的工作压力管理

从企业管理的角度讨论了进行员工工作压力管理的必要性，工作压力产生的外部原因以及识别工作压力的方法，并结合我国企业的实际情况提出了压力管理的原则和策略。     

铝合金厚板拉伸过程横向残余应力消减分析

运用Marc有限元软件对厚板预拉伸过程进行模拟分析,获得厚板沿厚度纵、横两个方向应力分布.结合仿真和实验,阐述了拉伸过程中横向应力削减现象,同时,将横向与纵向应力削减效果进行分析,论述了厚板横向残余应力演变的机理.分析认为,高强度残余应力使材料处在高弹性势能状态,在外力触发下有利于破坏晶粒横向平衡,从而改变了晶粒间原有应力平衡状态,实现横向应力逐层削弱.     

Effect of surface/interface on the dynamic stress of two interacting cylindrical nano-inhomogeneities under compressional waves

Based on the surface/interface elasticity theory, the effect of surface/interface on the dynamic stress of two interacting cylindrical nano-inhomogeneities under compressional waves is considered. The analytical solutions of displacement potentials are expressed by employing wave function expansion method and the expanded mode coefficients are determined by satisfying the boundary conditions at the interfaces. The addition theorem for cylindrical wave function is used to accomplish the superposition of wave fields in different coordinate systems. Analyses show that the effect of the interface properties on the dynamic stress is significantly related to the wave frequency of incident waves, the shear modulus ratio of the nano-inhomogeneities to matrix, and the relative position and distance between the two nano-inhomogeneities.