汽车底盘结构件焊缝承载评价方法研究

以汽车底盘结构件(后桥与副车架)为研究对象,对其焊缝承载评价方法进行了研究.选取后桥的悬架臂和衬套管为模拟件,采用热弹塑性有限元法对模拟件的焊接残余应力进行了预测,设计了模拟件的拉伸试验.将模拟件的焊接残余应力和拉伸载荷合成计算,得到模拟件的合成应力,计算结果与拉伸试验结果基本一致.利用ANSYS软件的批处理命令获得焊缝与母材交界面外围轮廓线上的合成应力,并取外围轮廓线上取最大应力值σmax={σx,σy,σx},在此基础上建立了焊缝破坏判 据,并确定了评判焊缝承载性能的安全系数N及其范围.将此焊缝承载评价方法应用于后桥和副车架,并预测其焊缝危险位置,结果表明,此方法可以准确预测出后桥与副车架的焊缝危险位置.     

网格尺寸对别克轿车副车架总成焊接变形预测精度的影响

焊接时焊缝及其附近因热膨胀受到周围温度较低金属的拘束，产生大量的压缩塑性应变（简称残余塑变），残余塑变的大小和分布决定了最终的残余应力和变形。副车架的焊接变形对汽车底盘的制造精度和质量有重要的影响。本文用残余塑变法对别克轿车副车架焊接总成时，连接前梁、后梁、左梁和右梁的21条焊缝焊接以后的变形规律进行了有限元建模与分析。计算采用了两种大小的有限元网格尺寸，结果表明，对副车架焊接变形分析，焊缝附近大小为15mm的网格尺寸是合理的。所得焊接变形的有关数据可供焊接工艺设计时的预留变形量、工艺参数以及夹具设计等参考，从而保证底盘件的焊接精度和质量。     

铝合金风机叶轮焊接结构强度校核方法分析

为确保铝合金风机叶轮的焊接结构在服役过程中的安全性,计算了某型号离心式风机叶轮的叶片空气阻力载荷和离心力载荷两类额定工作载荷。对于单个叶轮叶片,其空气阻力仅为43. 1 N,而离心力载荷则是2 433. 6 N,因而离心力载荷是工作载荷的主要部分。焊缝需要承载叶片离心力和焊接残余应力,是构件的薄弱环节。对焊接结构进行了理论计算与有限元分析等两个方面的强度校核分析,证实了焊缝强度足够承载工作载荷。采用焊接行业标准与风机行业标准分别对理论计算进行校核,结果表明叶片外侧焊道比内侧焊道更有利于结构承受工作载荷。     

汽车车架支座及焊接接头的有限元分析

汽车车架是汽车结构的重要组成部分,实际行驶中车架上的某些焊接部位常常发生开裂现象,严重影响汽车行驶的安全性.对某型越野车车架支座及焊接接头进行了有限元分析,考虑到焊缝强度和焊接咬边的影响,研究了车架支座受静载荷作用下的应力应变分布和焊缝强度对焊接接头应力应变分布的影响,找到了结构的薄弱位置,指出焊缝强度高匹配对改善焊接接头应力应变分布有利,为合理制定焊接工艺提供了参考.     

BT20钛合金电子束焊接残余应力三维有限元数值模拟

研究钛合金电子束焊接构件残余应力的大小和分布，了解残余应力的形成机理，具有十分重要的理论和实际意义。作者利用ANSYS程序模拟了BT20钛合金电子束焊态和焊后电子束局部热处理的实际焊接温度场以及焊接接头应力场的变化和残余应力的分布。计算结果表明，钛合金薄板焊缝中心残余拉应力的峰值达到焊缝金属屈服强度σn的60％-70％；焊后电子束局部热处理可以降低焊缝中心处的拉伸残余应力值，降低约50％左右；用所建模型计算得到的数值结果规律与实测的残余应力值基本一致。     

焊接顺序对AH36船用高强钢焊接残余应力及其释放的影响研究

采用热弹塑性有限元方法对AH36船用高强度钢对接焊的残余应力进行数值计算,获得了焊缝区域两条路径方向上的纵向残余应力和横向残余应力分布。分析焊接过程中不同焊接顺序对焊接残余应力及其释放的影响。计算结果表明:两条路径上的焊接残余应力受焊接顺序影响较大;工况一和工况四的初始横向和纵向焊接残余应力较小;加载50次拉伸循环载荷之后,工况一的横向和纵向焊接残余应力释放率最大,应力数值最小。     

超声滚压加工对X80管线钢焊接残余应力的影响

建立超声表面滚压加工（ultrasonic surface rolling process,USRP）的三维有限元模型,开发了模拟焊接的移动双椭球热源子程序,利用有限元软件ABAQUS模拟了X80管线钢焊缝不同方向的焊接残余应力,在此基础上叠加USRP的超声振动与静载荷的综合作用,模拟了表面塑形变形、应力和应变,耦合后分析了USRP前后残余应力的变化规律.结果表明,经过USRP处理,X80管线钢表面焊缝区由三向残余拉应力变为三向残余压应力,随着USRP次数的增加,残余压应力数值不断增大,残余应力σ_x,σ_y,σ_z变化规律基本相同.     

转向架副构架焊接接头残余应力无损测量及变形研究

采用有限元焊接仿真分析软件(SYSWELD)对某型号的转向架副构架焊接接头进行了仿真变形分析,并采用X射线衍射法(XRD)对该型号焊接态副构架振动处理前后焊接接头进行焊接残余应力无损测量,对焊接工艺和振动消除应力措施进行了验证,为转向架副构架接头焊缝质量安全性评估提供了依据.研究结果表明,有限元变形仿真结果和XRD应力...     

喷丸改善Q235B焊接接头残余应力场的数值模拟

目的 建立随机喷丸模型,模拟喷丸改善Q235B焊接接头残余应力场.方法 首先,建立Q235B焊接接头模型,通过间接耦合法计算焊接残余应力.然后,将残余应力作为初始条件导入焊接接头喷丸模型,研究弹丸直径d、弹丸速度v、弹丸入射角θ和弹丸质量流量rm对焊接接头残余应力场的影响规律.最后,分析喷丸后焊接接头残余应力场的改善情况.结果 焊后焊缝横向残余应力 σx和纵向残余应力 σz分别可达227、196 MPa,调整喷丸参数可以消除残余拉应力并引入残余压应力.本仿真范围内,d=1 mm、θ=60°、v=60 m/s、rm=9 kg/min为最优喷丸参数,此时对于σx和σz,表面残余压应力分别可达–246、–275 MPa,最大残余压应力分别为–306、–310 MPa,最大残余压应力深度分别为0.24、0.27 mm,残余压应力层深度分别为0.78、0.66 mm.结论 无论是σx,还是σz,增大d和θ,最大残余压应力深度和残余压应力层深度显著增大;增大v,最大残余压应力、最大残余压应力深度和残余压应力层深度显著增加.因此,喷丸强化能够明显改善Q235B焊接接头残余应力场.     

复杂铝合金焊接结构的残余应力数值模拟分析

以SYSWELD有限元软件为平台,开发了基于瞬间热源的高效计算方法来模拟复杂铝合金结构的焊接残余应力. 首先以6061铝合金平板堆焊接头为研究对象,分别采用移动热源和瞬间热源计算接头的焊接残余应力,对比两者的计算结果验证瞬间热源法的有效性. 随后,将所开发的高效计算方法用于模拟6系铝合金复杂结构的焊接瞬态应力和残余应力,并将计算结果用于分析实际产品制造中开裂问题的原因,并提出了两种减缓和防止铝合金结构开裂的方案,即减小焊接热输入和增大开裂位置型材的板厚. 结果表明,铝合金结构在焊接生产制造过程中发生开裂是由该位置产生了高瞬态拉伸应力所致. 降低关键焊缝焊接热输入和增加型材板厚,均对结构开裂位置的瞬态焊接应力有一定程度的改善,且增加型材厚度的改善效果更好.