应力/应变场对插销试验焊接接头氢扩散的影响

采用ABAQUS有限元分析软件及有关焊接接头中氢扩散与集聚的计算模拟技术计算分析了不同外加载荷条件下插销试件的能力、应变场及其对氢扩散与聚集过程的影响。计算结果表明，静载拉伸条件下插销缺口前沿有明显的应力应变集中，随着外加载荷的增加，缺口尖端应力逐渐增大，但应力集中系数逐渐减小；在相同初始氢条件下，随着外加载荷的增加，缺口前沿应力应变集中部位氢的峰值浓度逐渐提高，氢浓度达到峰值的时间也逐渐增长。分析认为，插销缺口附近产生的应力应变集中是导致氢在该区域产生聚集的重要原因。     

局部外加载荷对TC4焊接纵向残余应力影响的有限元分析

TC4因其优良的力学性能和工艺性能而被广泛地使用,但是由于在焊缝及近缝区的塑性压缩变形导致焊接件中存在绝对值较大的焊接纵向残余压应力和焊接变形,其根本原因在于纵向焊接残余压应力超过了TC4薄板件的临界失稳应力。为了减少焊接变形及其所导致的附加弯矩,采用随焊冲击旋转挤压的方式对焊缝及近缝区进行塑性延展。其中跟随焊接热源移动的外加载荷将对焊接过程中的应力应变过程产生影响。采用有限元方法分析局部外加载荷对焊接残余应力及焊接瞬态应力应变的演化过程的作用,分析结果说明在外加载荷的作用下产生了塑性延展,降低了焊接残余应力,从根本上消除了导致焊接变形的因素。     

不锈钢振动时效过程的循环蠕变机理

采用疲劳试验机研究了不锈钢焊接试件在循环载荷下应力应变的变化规律。采用拉-压疲劳模拟实际焊接构件的振动时效过程。结果显示动态应变呈循环蠕变状态，蠕变的大小、速度与循环应力幅值有关。循环应力越大，最终蠕变也越大，应变达到稳定所需要的循环周次越多，应用X射线衍射法测量了不同循环载荷作用下，焊趾位置的纵向残余应力的变化，根据试验结果提出了振动时效过程的循环蠕变机理。     

疲劳加载下A7N01铝合金焊接残余应力演变研究

采用超声法研究A7N01铝合金焊接接头的残余应力分布及其在疲劳加载过程中的变化。A7N01铝合金焊接接头的残余应力峰值出现在焊缝区域,且为拉应力,母材区的残余应力为压应力。在低应力水平下,焊接接头焊缝区的残余应力值先增大后减小,应力的释放率与外加应力以及自身残余应力水平有关。外加载荷越大,焊接接头的残余应力释放越多,焊缝区的残余应力峰值降低,但100 MPa以下的应力不能释放母材区的残余应力。     

7A52铝合金的应力腐蚀性能影响

采用慢应变拉伸试验技术研究了阴极极化电位和焊接工艺对7A52铝合金应力腐蚀性能的影响,并利用体视显微镜和扫描电镜分析了断口形貌.结果表明：外加阴极极化使7A52铝合金的应力腐蚀指数增大,应力腐蚀敏感性呈增大趋势;摩擦搅拌焊件应力腐蚀性能优于熔焊件.     

冷拉拔珠光体钢丝的组织结构和残余应力(英文)

采用扫描电子显微镜和X射线衍射技术,分别研究了珠光体钢在冷拉拔过程中的组织结构和残余应力演化。随着拉拔应变量的增大,珠光体团逐渐转向拉拔方向。影响珠光体钢丝屈服应力和抗拉强度的关键因素是珠光体片层间距,它们之间满足Hall-Petch公式,通过拉伸试验求得其中k值为567.4kN·m-3/2。钢丝残余应力的X射线衍射测量结果表明,随着应变量增加,钢丝的应力增大,这与拉拔过程中的加工硬化有关。     

应变速率对汽车用高强钢组织和性能的影响

采用分离式Hopkinson压杆试验机、扫描电镜等对QP980、TRIP590钢进行不同应变速率下的高速冲击压缩试验,分析不同应变速率下两种汽车用高强钢的组织和性能。结果表明:两试验钢应力计算值与测量值相对误差在1.2%~3.3%,该误差较小且比较稳定,所以试验所得数据与二波公式基本吻合。两种汽车用高强钢的工程应力都随着应变速率的增大而增大,但QP980钢板所能达到的最大工程应力比TRIP590钢板大;冲击后,QP980钢板的组织变得更加板条化且细小,组织为均匀的铁素体和马氏体,而TRIP590钢板冲击后的组织变得粗大且不均匀,随应变速率的增大,原始组织中的铁素体在挤压的过程中向四周延伸组织逐渐变大,贝氏体组织被变大的铁素体组织掩盖,马氏体组织增多。     

45钢在应变循环与棘轮变形下的随动硬化演化实验研究

对调质处理的45碳钢进行了不同应变幅值的对称应变和具有平均应变控制下的屈服面半径和背应力演化分析,及具有不同平均应力的低应力、较高应力幅值控制下的屈服面半径和背应力演化分析．研究表明：屈服面半径在给定应变幅值下随循环周次的增加而变小,且随循环塑性应变幅值增大而减小,在单调加载时增大;循环背应力幅值随单调应变而减小,随循环塑性应变幅值增大而增大．     

基于Verity方法的焊缝疲劳评估原理及验证

Verity方法是计算焊缝疲劳寿命的最新方法.该方法是在有限元计算过程中,将焊趾处结点载荷向单元边分布载荷进行等效转换,以薄膜应力解析公式求解焊趾处结构应力,实现了结构应力对有限元网格不敏感方法.Verity方法还基于Paris断裂力学公式,推导了以等效结构应力幅为参数的主S-N曲线方程.为验证Verity方法的有效性,以装甲钢T形焊接接头为对象,进行了仿真计算与疲劳试验.结果表明,采用Verity方法计算结构应力具有网格不敏感特性,根据主S-N曲线方程计算结果与试验值较为接近,和其它传统焊缝疲劳评估方法相比,Verity方法计算精度高,优势明显.     

B280VK高强钢的Johnson-Cook本构模型与失效参数确定

通过对B280VK高强钢进行动态和准静态拉伸试验获取了其相关力学性能，并基于Johnson-Cook本构模型反求出B280VK高强钢的本构模型参数。结果表明，Johnson-Cook本构模型拟合曲线与试验拉伸曲线具有较高的一致性，能够反映出B280VK高强钢材料拉伸应力及应变变化趋势，可用于预测B280VK高强钢的应力-应变关系。然后，利用不同缺口样件准静态和动态拉伸载荷工况下获得的失效应变和应力三轴度值，通过最小二乘法拟合获得Johnson-Cook失效模型参数。最后，通过对比仿真与试验结果发现仿真与试验的载荷-位移曲线具有较高的一致性，并且峰值载荷最大相对误差被控制在9.23%以内，验证了B280VK高强钢的Johnson-Cook失效模型的准确性。     

曲轴圆角滚压工艺参数优化研究

在对曲轴圆角滚压加工过程分析的基础上,利用ANSYS有限元分析软件的LS-DYNA模块建立了其圆角滚压动态分析模型;并基于该模型分析了滚压过程中工艺参数对曲轴圆角处塑性变形及残余应力的影响规律。研究结果表明:在滚压力一定时,随着滚压圈数的增加,滚压圆角处塑性变形量和残余应力增大,但达到一定圈数后,塑性变形量和残余应力的变化幅度不再明显。滚压圈数一定时,随着滚压力的增大,塑性变形量与残余应力增加速率随滚压力的增加不断减小。研究结果为曲轴滚压加工过程中工艺参数的选取提供理论依据。     

EO反应器20MnMoNb特厚度管板拼焊残余应力与变形有限元模拟

利用有限元ABAQUS软件,对国产EO反应器20MnMoNb特厚度管板拼焊制造过程进行有限元模拟,得到了390mm厚的特厚板对接焊残余应力与变形的分布规律．焊接采用双U形坡口,两面交替焊接,并在焊缝两侧的板面上施压4500kN的配重以限制管板的变形．结果表明,特厚度管板焊后在钢板内部为残余压应力,而靠近两外表面,特别是在焊缝及热影响区内,为较大的残余拉应力．施压配重的方法有效地限制了管板的翘曲变形,且施压配重的重量越大,板的变形程度越低,但是变形被限制的同时也增加了板内的残余应力,配重重量的选择需要兼顾其对变形和应力两者的共同影响．     

环境磁场对磁记忆信号的影响

金属磁记忆检测技术是一种可早期准确判断构件的应力集中位置和评估疲劳损伤程度的无损检测技术新方法,而磁记忆信号的存在离不开环境磁场。为探讨环境磁场对磁记忆信号的具体影响,在不同环境磁场下,对45钢进行静载拉伸试验,测量在相同环境磁场下不同应力作用下的磁记忆信号。试验结果表明:环境磁场不能改变磁记忆信号曲线的形状,但可以改变磁记忆信号值的大小;在一定的磁场范围内,磁记忆信号值随环境磁场的增加而增加,但当环境磁场超过某一临界值时,磁记忆信号值反而随环境磁场的增加而减少;若环境磁场为零或完全被抵消,应力则不能产生磁记忆信号。故在磁记忆检测实践中,特别是在定量检测应用中必须考虑环境磁场的影响。     

基于磁滞无损技术的起重机钢梁疲劳寿命分析

针对起重机的钢梁结构的疲劳问题,选取起重机所用钢材制得3组试样进行测试,每组试样的中间标距部分标记了3个位置,随后对试样进行拉伸试验,拉伸前后分别进行矫顽力测试,对拉伸试验过程进行仿真工作,将得到的仿真应力云图与矫顽力云图进行了对比。测试及仿真结果表明：随着外加拉应力的增大,材料的矫顽力(Hc)逐渐增大,矫顽力呈现阶段性的变化规律,这可能与残余应力在材料内部产生位错的钉扎效应有关,矫顽力云图表明试样内部的晶体结构受到不同程度的破坏,矫顽力也随之增加。进一步对矫顽力与应变数据进行理论分析,得到矫顽力 应变拟合曲线与拟合方程。     

显微组织和夹杂物对12Cr2AlMoV钢抗硫化物应力腐蚀开裂的影响

作者研究了钢中显徽组织、流含量及夹杂物对低合金钢12Cr2AlMoV抗硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)性能的影响。 结果表明,12Cr2AlMoV钢的抗SSCC的能力随着微显组织的变化而变化。在相同温度下处理的正火回火索氏体加铁素体组织抗SSCC能力比淬火回火的索氏体组织好。特定的硬度规定并不能保证良好的抗SSCC性能,其性能主要取决于显微组织。显微组织和钢中的氢扩散系数D有着较密切的联系。钢中硫含量和夹杂物的增加,可使钢的抗硫性能下降。除硫化锰夹杂外,其它脆性夹杂物也可诱发氢致开裂从而引起SSCC。     

原板内应力对镀锡板耐蚀性的影响

通过测试原板的内应力及原板经过相同生产工艺得到的镀锡板的ATC值,研究了原板内应力对镀锡板耐蚀性的影响,并研究了影响机理。研究结果表明：原板轧制方向与垂直轧制方向内应力之差|X-Y|对镀锡板的耐蚀性影响显著,耐蚀性随|X-Y|的上升而上升。研究结果还表明,原板的|X-Y|对镀锡板耐蚀性的影响源于|X-Y|对原板酸洗后表面状态的影响,进而影响锡铁合金层结构,而镀锡板的耐蚀性多取决于合金层的结构。     

插销缺口附近的应力状态

本文采用轴对称弹塑性非均质材料的有限元程序,分析了插销缺口局部区域的应力状态和塑性变形行为。计算结果表明,缺口处的直力集中系数在弹性范围保持不变;而在塑性范围,应力集中系数随外加载荷的增加而下降。当焊缝强度较低时,塑性变形区主要在焊缝中扩大;当焊缝强度增加时,焊缝中的应力增加,塑性变形区减小。     

微弧氧化对AZ91D镁合金力学性能的影响

利用扫描电镜观察AZ91D镁合金微弧氧化膜形貌,通过静拉伸试验和疲劳试验研究微弧氧化后AZ91D镁合金试件的抗拉强度和疲劳性能,借助体视显微镜和扫描电镜观察疲劳断口形貌。结果表明,微弧氧化陶瓷膜内层致密,具有良好的韧性,并且与基体结合强度高,微弧氧化处理对 AZ91D镁合金的抗拉强度没有影响。微弧氧化处理后,在均值S_m=4.72 kN、幅值S_a=3.15 kN、应力比R=0.2、载荷为等幅谱及频率为10 Hz疲劳试验条件下,AZ91D 镁合金的平均疲劳寿命为54148次循环,与化学氧化处理相当。     

焊接残余应力对7N01铝合金疲劳裂纹扩展影响

焊接残余应力作为平均应力影响裂纹扩展. 将残余应力与外载平均应力分离,通过构建典型焊接残余应力场,借助扩展有限元计算焊接残余应力场的应力强度因子. 开展了紧凑拉伸（CT）试样的疲劳扩展试验,基于Walker公式将裂纹尖端平均应力强度因子K_m（静态量）和应力强度因子幅值ΔK（动态量）分离,获得疲劳裂纹扩展速率da/dN与K_m及ΔK的非线性关系. 结果表明,不同外载荷下,应力比与裂纹长度为非线性关系;残余应力对裂纹扩展存在尺度效应:CT试样裂纹长度小于2 mm时,残余应力场明显影响疲劳裂纹扩展速率;当裂纹长度大于2 mm,外载荷为主导因素.