爆炸法消除焊接接头残余应力的数值模拟

利用非线性动力有限元法对爆炸处理消除焊接接头残余应力的全过程进行了数值模拟。首先，采用温度场与位移场的间接耦合方法计算了钢板对接焊的焊后冷却及残余应力的生成过程，求得焊接接头处由高温冷却到室温由于变形受到阻碍而产生的不均匀的残余塑性变形和应力。然后，在焊缝区引入移动的爆炸载荷，计算了爆炸波作用下该钢板焊接接头附近应力的变化。计算结果表明，爆炸处理可引起板内应力的重新分布，从而有效地释放超过塑性极限的残余应力。利用炸药爆炸消除大型焊接结构残余应力是一种经济有效的方法，本文的数值模拟为研究炸药爆炸消除焊接结构残余应力的机理提供了有力的工具。     

矩形薄板分析的大位移几何非线性有限元线法

本文建立了分析矩形薄板的大位移几何非线性有限元法理论，导出了相应的大位移非线性计算公式，并解决了板组结构中板元相连处位移连续性和互约束协调性问题。算例结果比较表明，本文方法可靠、精度高。     

初曲矩形薄板的非线性动力屈曲研究

对两参数冲击载荷面内压缩作用下初曲矩形薄板的非线性动力屈曲问题进行了理论研究。首先采用双重余弦函数的组合确定了面内冲击矩形薄板的艾雷应力函数和中面力的分布；其次根据伽辽金法求得了初曲矩形薄板非线性动力屈曲问题的控制方程，基于巴拿赫压缩映象原理，采用逐次逼近方法求解了该控制方程。最后，应用本文发展的理论，给出了面内两参数冲击载荷作用下初曲矩形薄板动力屈曲响应的计算实例，计算结果与已有的实验结果较吻合     

钻孔法测定焊接残余应力时的εp

用钻孔法测定焊接残余应力，孔边塑性变形对测量精度有很大影响。本文对孔边屈服过程进行了研究。克服了以往在误差修正方法中的不足，确定了塑性释放应变εｐ与主应力δ１、δ２和主方向角β的函数关系：εｐ＝ｆ（δ１、δ２、β），用以修正这塑变引起的测量误差，使得在二维应力状态下最大值近２０％的测量误差降至２％以下。     

搅拌摩擦焊接残余应力及残余变形数值分析

建立了搅拌摩擦焊接顺序热力耦合有限元模型,用移动热源模拟搅拌头的作用,对搅拌摩擦焊接进行数值模拟.瞬态温度场及残余应力场与试验结果吻合良好,从而验证了该模型的正确性.本文研究了焊接过程中应力变化过程,指出应力场的不均匀分布引起板的弯曲变形.建立了不同尺寸有限元模型,研究板的尺寸对残余变形的影响.板的宽度对纵向残余变形曲率影响较大,长度对变形曲率影响较小.当焊接长度足够长,模型宽度相同时,不同模型远离端部区域纵向弯曲曲率相同.板的横向残余变形主要由焊缝区域变形引起,远离焊缝区域几乎没有弯曲变形发生,且板的尺寸对变形曲率影响很小.     

疲劳裂纹扩展时焊接残余应力分布的测定

本文采用切割法测定了沿焊缝横向残余应力的分布规律．由于切割试样可以近似地模拟疲劳裂纹扩展,通过测量释放的应力,计算出残余应力的分布,可发现残余应力对疲劳裂纹扩展速率的影响规律．     

无损电测解析法测定焊接容器的残余应力

本文从塑性增量理论出发，论述了无损电测解析法的基本原理和应用此法确定残余应力的基本步骤，并将其应用大型球罐的现场测量。其特点是在容器例行的水压试验中只需应用电阻应变片测量应变即可确定残余应力用此法所得结果同盲孔法所得结果进行了对比。表明具有一定的工程精度。     

横向磁场中对边简支对边固支矩形薄板的几何非线性因素忽略的条件

在横向稳恒磁场和载荷共同作用下,以磁弹性薄板的振动方程为基础,利用谐波平衡法研究了对边简支对边固支矩形薄板的非线性振动特性;推导出了频率响应方程,并分析了其频率响应特性;讨论了矩形薄板的非线性因素的影响,得出了在对横向稳恒磁场和载荷共同作用下的矩形薄板进行设计、计算分析时其几何非线性因素忽略的条件。只有在各参数满足此条件时才可以不考虑横向稳恒磁场和载荷共同作用下该矩形薄板的几何非线性因素的影响。     

爆炸处理消除16MnJ超厚钢板焊接残余应力

研究了炸药性能、药条尺寸、布药方式以及引爆方式等对消除７０ｍｍ厚１６ＭｎＪ对接接头焊接残余应力效果的影响。在此基础上提出优化的工艺方案，为将爆炸消除焊接残余应力技术应用到大型或特大型焊接结构上提供工艺参考。     

超声冲击处理对不同强度等级钢焊接残余应力的影响

采用超声冲击处理Q390B和EQ70两种强度等级的多道焊试板,通过小孔法和X射线衍射法测试试板表面残余应力,采用轮廓法测试试板内部残余应力,对比试板焊态应力及超声冲击处理态应力.研究发现:超声冲击处理使两种强度等级试板焊缝表面残余应力由焊态拉伸应力全部转变为压缩应力,纵向应力下降幅度为800MPa左右,横向应力下降幅值...     

非线性弹性地基上矩形薄板受双频参数激励作用的非线性振动

应用弹性理论和Galerkin方法建立小挠度矩形薄板在非线性弹性地基上受两对均布纵向简谐激励作用的双模态非线性动力学方程。应用多尺度法求得系统满足双频主参数共振条件的一次近似解和对应的定常解,并进行了数值计算。分析了阻尼系数、地基系数、几何参数等对系统双频主参数共振的影响。     

焊接残余应力对含缺陷管道 TK?值的影响研究

为给含缺陷焊接管道脆性断裂的进一步研究提供基础,本文采用本征应变与局部应力相结合的方法模拟了两种典型的焊接残余应力,并计算了含内表面环向裂纹的管道分别在这两种残余应力作用下的应力强度因子K和裂尖约束应力T .计算结果表明:管道厚度方向的应力分布决定了裂纹根部的K ?值,沿着管道厚度呈拉应力分布的残余应力对应较大的K值与较小的T 值, T而沿着管道厚度总体呈弯曲分布的残余应力对应较小的K值与较大的T 值;在残余应力分布和管道厚度都相同的条件下,管道内径对K ?值的影响随着裂纹深度的增大而加强.T     

热障涂层界面形貌参数对残余应力的影响

为了研究燃气轮机叶片热障涂层在降温过程中的应力场分布规律,基于ANSYS有限元分析软件,建立了微观二维涂层系统的数值模型;通过热-结构间接耦合获得了非齐次温度分布以及应力分布;主要研究了存在正弦形氧化层界面时界面路径及界面不平整度(幅值/波长)对涂层界面三个应力分量σx、σy、τxy的影响;通过分析沿氧化层上下界面各应力分量变化情况得到易起裂位置。结果表明:(1)σx的最大值出现在热障涂层与氧化层界面波峰处;σy的最大值出现在氧化层与粘结层界面波峰处;τxy的最大值出现在正弦氧化层拐点处;(2)热障涂层/氧化层界面波峰处易形成垂直界面的裂纹;氧化层/粘结层界面波峰处易形成沿界面方向的裂纹,发生分层破坏;氧化层层内正弦拐点处易形成分层裂纹;(3)分别改变幅值和改变波长时两种方式下的σy和τxy随不平整度的变化规律均趋于一致;当界面不平整度A/T的比值大于0.25时,σx在改变幅值情况下先增大后减小,在改变波长情况下先减小后增大。     

利用焊接残余应力及深冷预制裂纹技术的探索

本文探索了利用焊接残余应力及低温深冷技术预制裂纹的方法，并用带纵向焊缝的试板进行试验，证明了该方法的可行性。     

考虑塑性和刚度不匹配的焊接残余应力估算

现有残余应力计算方法未能考虑材料塑性变形和焊接接头刚度不匹配的影响,使得焊接残余应力计算结果和实际残余应力存在较大偏差.在2219-T87铝合金钨极氩弧焊焊接头残余应力测试基础上,提出一种基于非线性有限元和材料弹性模量分区的残余应力—释放应变曲线的残余应力计算方法,研究了材料塑性变形和接头刚度不匹配对焊接残余应力计算的影响.结果表明,焊接接头中非均质材料塑性不匹配可以引起对于残余应力计算的较大误差;材料塑性变形对残余应力的影响大于接头刚度不匹配对残余应力的影响.所提出方法修正了传统方法在焊接接头的残余应力计算中由于未考虑接头非均质材料塑性不匹配而引起的误差.     

X射线法测试1500m^3乙烯球罐焊接残余应力的现场应用

本文应用Ｘ射线应力仪对ＣＦ－６２钢制乙烯球罐焊接残余应力进行了现场测量，解决了大型球罐的残余应力现场测试过程中的技术问题，结果表明焊后残余应力水平较高而热处理效果良好     

焊接残余应力平板多个共面表面裂纹的应力强度因子

采用线弹簧模型求解含焊接残余应力平板多个共面任意分布表面裂纹的应力强度因子.利用边裂纹权函数给出了裂纹表面上沿厚度非线性分布的残余应力向线性分布的转化公式.基于Reissner板理论和连续分布位错思想,将含多个共面任意分布表面裂纹的无限平板问题归结为一组Cauchy型奇异积分方程,并采用Gauss-Chebyshev方法获得了奇异积分方程的数值解.以三共面表面裂纹为例,计算了表面裂纹的应力强度因子,并讨论了裂纹间距、裂纹几何形状等因素对应力强度因子的影响.     

压力机焊接残余应力的状态分析

对 ２０００ｋ Ｎ 及 １５００ｋ Ｎ 压力机焊后残余应力状态进行了测试分析,并对用振动法和热处理两种方法进行消除残余应力的效果进行了现场测试及对比分析。     

Hamilton体系下矩形薄板受抛物线压力载荷的屈曲分析

针对四边简支矩形薄板在两对边相向的非线性分布压力下的面内应力分布以及屈曲问题,应用弹性力学的Hamilton体系和Galerkin法进行了研究.基于弹性力学的平面矩形域Hamilton体系,根据辛本征向量展开解法,得到了对应于零本征值和非零本征值的含待定常数的实数型面内应力分布通解.依据必须满足的应力边界条件,导出了矩形薄板在抛物线分布载荷下的面内应力分布.考虑到应力分布表达式的复杂性,用完全的解析方法得到屈曲载荷是不可能的.因此,运用基于虚功原理的Galerkin法,根据四边简支矩形薄板弯曲的位移边界条件,给出了不同长宽比矩形薄板受抛物线分布载荷的屈曲临界载荷.通过与已有文献中DQ法给出的数值计算结果比较,表明了本文求解方法的有效性和正确性.基于所给出的结果,可望为解决矩形薄板在非线性分布载荷下的面内应力分布以及屈曲问题提供一种新的研究方法.     

SiC/AL板的焊接残余应力分析

SiC/AL功能双材料由陶瓷和金属组成,由于该材料中的SiC具有较高的抗高温能力,AL具有较高的强度,因此在航空构件中得到运用,该双材料中孔洞焊接过程中的残余应力直接影响到双材料的性能。本文采用有限元分析手段中的死活单元技术对焊接过程进行了数值模拟计算,得到了该焊接过程的残余应力分布,并与常用的钢材焊接残余应力进行对比分析。本文同时对采用弹性复变方法和积分方程分析手段得到的焊接残余应力解析解的适用性进行了阐述。