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以中高碳钢60CrMnMo为研究对象,测量了堆焊后的残余应力场.采用有限元分析对热源移去前后堆焊温度场和应力场进行了数值模拟.残余应力场实测结果与模拟结果基本吻合,证明了模型的有效性.温度场模拟获得了不同时刻整个试样的温度分布及试样上各典型截面的温度变化曲线.堆焊16 s后移去热源前后温度场分布有很大差异,堆焊结束后,热量迅速向下表面及周界方向传播.直至180s,试样温度场显现平衡态,传热基本停止,此时温度峰值位于靠近下表面心部,内外温差不大.利用温度场模拟结果模拟了堆焊热源移去前后几个关键时刻的瞬态过程应力.结果表明,应力峰值出现于热影响区与母材区交界面,跃变点前后变化十分显着. 相似文献
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焊接残余应力数值模拟的研究与发展 总被引:3,自引:0,他引:3
分析了用有限元法计算焊接残余应力的基本理论,其中包括温度场和应力场的数值模拟,介绍了焊接残余应力数值模拟方法的近期研究成果,并探讨了焊接残余应力数值模拟技术的发展趋势。 相似文献
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电火花堆焊温度场、应力场的二维与三维数值模拟 总被引:1,自引:0,他引:1
国内有文献报道,用电火花表面堆焊技术精密修复失重型失效零部件,但对其表面堆焊温度场、应力场的模拟并未系统研究,本文运用有限元软件ANSYS对电火花堆焊的温度场、应力场分别建立二维与三维模型,进行焊接过程模拟,并计算出了温度场、残余应力场的分布及残余变形的状况。二维计算得到的应力数值范围是-9MPa~57.5MPa,三维计算得到的应力数值范围是-12MPa-52MPa,并对二维模型进行残余变形分析,计算得到最大变形为0.861E-6m,证明了电火花堆焊这种精密修复工艺的优良性。 相似文献
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根据搅拌摩擦焊特点及库伦摩擦做功理论,以厚度为6 mm的7075-T7351铝合金板材为研究对象,基于ANSYS有限元软件,建立了搅拌摩擦焊双热源三维有限元模型,研究不同转速、焊接速度对温度场及残余应力场的影响规律.结果表明,焊接过程峰值温度在500℃左右,接头最高温度出现在搅拌头后部大约5 mm处;接头残余应力以纵向残余应力为主,在垂直焊缝方向上呈M形分布,最大值约为150 MPa;当搅拌头转速一定时,随着焊接速度的增大,峰值温度减小,峰值纵向残余应力增大;当焊接速度一定时,温度随着转速的增大而增大,且转速越大,纵向残余应力分布越均匀. 相似文献
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应用有限元方法建立了补焊温度场的数学模型,并对温度场进行一定的简化。焊接应力分为热应力和组织应力两部分,分别给出了热应力和组织应力的计算模型。利用ANSYS有限元软件以BHW35钢补焊为例进行数值模拟,给出了有限元的实现过程。并分别给出了一次、三次、五次补焊的模拟结果。并将计算模拟值与实际测量数值比较。计算结果和实际测量数值基本吻合。并根据应力分布情况,得到一些结论,焊缝中心的残余应力变化不大;热影响区存在较高的残余拉应力,且同一位置,随修复次数的增加,应力值逐渐提高;残余拉应力区宽度变大。文中还给出了焊后热处理后的应力大小情况,以证明焊后热处理能改善应力分布。 相似文献
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目的研究喷丸工艺对AZ91D镁合金表面残余应力场的影响。方法基于有限元平台建立喷丸强化AZ91D镁合金的有限元模型,从残余压应力层的厚度、残余压应力的峰值及其深度等方面探讨弹丸速度、弹丸直径和弹丸入射角对AZ91D镁合金表面残余应力场的影响,并通过喷丸强化AZ91D镁合金的实验与有限元模拟结果进行对比。结果增大弹丸速度对残余压应力层的厚度、残余压应力的峰值提高效果明显,但对残余压应力峰值的深度影响不大;增加弹丸直径,残余压应力层的厚度、残余压应力的峰值及其深度均有明显提高;增大入射角,残余压应力层的厚度、残余压应力的峰值有明显提高,但是残余压应力峰值的深度基本不变。有限元模拟结果中,残余压应力层的厚度比实验值小7%,残余压应力的峰值比实验值大5%,残余压应力峰值的深度比实验值小11%。结论残余应力的实验结果与有限元模拟结果具有较好的一致性,模型合理。 相似文献
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300M钢喷丸强化残余应力场的数值模拟 总被引:2,自引:0,他引:2
利用有限元分析软件ABAQUS 6.12,建立了300M钢喷丸强化有限元模型,利用单弹丸多次冲击靶材的方式模拟喷丸过程中靶材表面发生的循环塑性变形。在控制相同动能输入的条件下,分别选取3种喷丸工艺,对不同喷丸工艺处理后的残余应力场进行有限元模拟并加以比较。结果表明:控制动能输入而改变弹丸尺寸与速度的3种工艺中,弹丸尺寸与速度分别为0.8mm与37m/s时,靶材获得"饱和"残余压应力场所需冲击次数最少,"饱和"残余应力场的分布也各不相同,残余压应力场强度是多个工艺参数的函数。 相似文献
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焊接残余应力对氢扩散影响的有限元模拟 总被引:6,自引:0,他引:6
利用ABAQUS有限元软件开发的氢扩散耦合计算程序,对焊态和焊后热处理状态下残余应力对氢扩散的影响进行了数值模拟,并与无应力状态下的氢扩散进行了比较.结果表明,存在焊接残余应力梯度时,氢向高应力区富集,在热影响区附近,有一个氢浓度低谷,这是氢向高应力区长程扩散所致.经过焊后热处理,应力松弛效果明显,残余应力大幅下降,对氢扩散的影响也大大降低,氢的最高浓度降低了近40%.因此,焊后热处理可以有效降低材料在氢环境下开裂的敏感性. 相似文献
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Due to the recent advances in thermal spraying technology, considerable research emphasis has been placed on the development
of models capable of predicting deposition mechanisms at various stages during the process. In order to gain a deeper knowledge
of the mechanisms involved in thermal spraying, it is necessary to isolate the factors affecting these constitutive properties
(e.g., residual stress generation) and in doing so quantify the effect of the individual factors. Finite element analysis
(FEA) is used in the present research to predict the residual stress generated in a WC-Co deposit produced via the HVOF process.
The model is compared to an analytical technique and validated experimentally, the result of which provides a thermo-mechanical
modeling procedure with an accuracy greater than 80% of that found experimentally. Combining FEA techniques with analytical
and experimental results will enhance the understanding of residual stress in thermal spray techniques. 相似文献
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基于大型有限元软件Abaqus及其用户子程序(Umat)功能,
开发了焊接残余应力与蠕变损伤耦合计算程序,
对高温用焊接接头残余应力作用下的蠕变损伤行为进行有限元模拟,
并与无焊接残余应力状态下的蠕变损伤情况 进行比较. 研究结果表明,
在炉管焊接状态下, 焊接残余应力最大值集中在焊缝和热影响区处,
并且轴向与环向 残余应力较高. 在高温环境下,
焊接接头初始态焊接残余应力较高, 虽然在短时间内应力松弛到较低的水平,
但 其蠕变损伤仍较大程度地受焊接残余应力的影响,
蠕变损伤分布与焊接残余应力的分布基本一致. 相似文献