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固有应变有限元法预测焊接变形理论及其应用 被引量:118
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作者 汪建华 陆皓 魏良武 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期36-40,共5页
介绍了固有应变的概念、固有应变有限元法预测焊接变形的理论和方法。固有应变存在于焊缝与近缝区 ,并与焊接热输入和板厚等因素有关 ,通过试验和热弹塑性分析 ,可以确定它们的关系曲线。固有应变法只需一次弹性有限元计算 ,因而是预测... 介绍了固有应变的概念、固有应变有限元法预测焊接变形的理论和方法。固有应变存在于焊缝与近缝区 ,并与焊接热输入和板厚等因素有关 ,通过试验和热弹塑性分析 ,可以确定它们的关系曲线。固有应变法只需一次弹性有限元计算 ,因而是预测大型复杂结构焊接变形的一种十分有效的方法。 展开更多
关键词 预测 焊接变形 残作应力 固有应变 有限元法
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搅拌摩擦焊接的传热和力学计算模型 被引量:80
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作者 汪建华 姚舜 +1 位作者 魏良武 戚新海 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期61-64,共4页
搅拌摩擦焊接(Friction Stir Welding)是最近发展起来的一种新的固态连接技术。它主要用于铝合金,可以得到小变形、低成本和高质量的焊接接头。本文提出一个基于三维热弹塑性有限元分析的传热和力学计算模型。利... 搅拌摩擦焊接(Friction Stir Welding)是最近发展起来的一种新的固态连接技术。它主要用于铝合金,可以得到小变形、低成本和高质量的焊接接头。本文提出一个基于三维热弹塑性有限元分析的传热和力学计算模型。利用该模型可以了解搅拌摩擦焊接过程中的温度分布和循环,并预测焊后的残余应力和变形。对6061-T6铝合金搅拌摩擦焊接进行了实例分析。传热分析表明,铝合金搅拌摩擦焊接时的最高温度不超过材料熔点的80%,因而属固态连接,同时为预测焊接接头的组织性能提供依据。力学计算结果表明,搅拌摩擦焊接的残余应力与变形要比传统的熔化焊接方法小得多。工件中最大的残余应力大约只有母材屈服极限的25%-30%。计算结果与试验数据相近,可作为进一步研究搅拌摩擦焊接过程和优化焊接参数的有效工具。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊接 传热 残余应力和变形 有限元
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焊接结构三维热变形的有限元模拟 被引量:46
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作者 汪建华 戚新海 +2 位作者 钟小敏 上田幸雄 村川英一 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第6期59-65,共7页
采用三维热弹塑性有限元法对焊接过程中的动态应力应变及焊后的残余应力和变形进行了数值摸拟.探讨了焊接时力学行为的特点和提高解的精度和收敛性的途径,并介绍了若干成功的应用实例.
关键词 焊接 热弹塑性 变形 残余应力 有限元法
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关于焊接残余应力消除原理的探讨 被引量:71
4
作者 王者昌 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期55-58,共4页
介绍了机械拉伸法、温差拉伸法、滚压法和低应力无变形焊接技术消除应力原理的传统观点 ,认为焊接时焊缝产生压缩塑性变形 ,消除应力的原理在于用拉伸塑性变形抵消、补偿压缩塑性变形。本文提出新的应力应变发展过程 ,指出焊缝不存在压... 介绍了机械拉伸法、温差拉伸法、滚压法和低应力无变形焊接技术消除应力原理的传统观点 ,认为焊接时焊缝产生压缩塑性变形 ,消除应力的原理在于用拉伸塑性变形抵消、补偿压缩塑性变形。本文提出新的应力应变发展过程 ,指出焊缝不存在压缩塑性变形 ,一直受拉伸 ,熔合线附近处于脆性温度时承受较大的纵向拉伸应变 ,随着远离熔合线 ,应变值陡降。焊缝消除应力的原理在于用塑性应变减少甚至抵消弹性应变 ,在一般情况下是用拉伸塑性应变减少甚至抵消拉伸弹性应变。本文还阐述了各种消除应力工艺的原理并很好地解释了横向液化裂纹分布在熔合线附近和裂纹很短的现象。 展开更多
关键词 焊接残余应力 应力消除 塑性应变 液化裂纹
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多道焊三维残余应力场有限元模拟 被引量:70
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作者 倪红芳 凌祥 涂善东 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期218-222,共5页
运用大型有限元计算软件ABAQUS ,对 3 16L不锈钢平板多道焊接头的温度场和残余应力场进行模拟。有限元模型中选用三维实体单元 ,考虑材料物理性能随温度的变化和周边对流、辐射散热的影响。运用内生热的加载方法模拟焊接热源 ,运用单元... 运用大型有限元计算软件ABAQUS ,对 3 16L不锈钢平板多道焊接头的温度场和残余应力场进行模拟。有限元模型中选用三维实体单元 ,考虑材料物理性能随温度的变化和周边对流、辐射散热的影响。运用内生热的加载方法模拟焊接热源 ,运用单元激活技术模拟多道焊焊接过程。获得了三维多道焊焊接温度场和残余应力场 。 展开更多
关键词 多道焊 有限元 数值模拟 温度场 残余应力场 不锈钢 焊接接头
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焊接顺序对厚板焊接残余应力分布的影响 被引量:55
6
作者 邓德安 清岛祥一 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期55-58,115-116,共4页
采用试验手段和数值模拟方法研究了不锈钢厚板多道焊的残余应力分布特征.通过比较数值模拟结果和试验测量值,验证了基于Quick Welder软件开发的用于多道焊的热-弹-塑性有限元计算方法.同时,通过数值模拟澄清了焊接顺序对最终残余应力的... 采用试验手段和数值模拟方法研究了不锈钢厚板多道焊的残余应力分布特征.通过比较数值模拟结果和试验测量值,验证了基于Quick Welder软件开发的用于多道焊的热-弹-塑性有限元计算方法.同时,通过数值模拟澄清了焊接顺序对最终残余应力的影响.结果表明,焊接顺序对纵向和横向残余应力有明显影响.焊接顺序不仅显著影响峰值应力的大小而且大幅改变应力分布形状. 展开更多
关键词 数值模拟 非线性分析 焊接残余应力 焊接顺序
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基于ANSYS平台的焊接残余应力模拟 被引量:31
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作者 朱援祥 王勤 +1 位作者 赵学荣 孙秦明 《武汉理工大学学报》 CAS CSCD 2004年第2期69-72,共4页
基于 ANSYS平台给出了焊接残余应力数值模拟的计算流程 ,利用 APDL 语言编程实现该模拟焊接接头残余应力大小和分布 ,模拟结果与实测结果吻合较好。
关键词 ANSYS 焊接残余应力 数值模拟
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低碳钢管道焊接残余应力有限元分析 被引量:21
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作者 董俊慧 霍立兴 张玉凤 《焊接》 2000年第12期11-15,共5页
利用ADINA非线性分析有限元程序,对低碳钢管道环焊缝接头焊接残余应力进行有限元分析。在热弹塑性分析中考虑了材料热物理和力学性能依赖于温度变化。结果表明:在管道接头内表面焊缝中心及近缝区轴向和环向残余应力均为拉应力,... 利用ADINA非线性分析有限元程序,对低碳钢管道环焊缝接头焊接残余应力进行有限元分析。在热弹塑性分析中考虑了材料热物理和力学性能依赖于温度变化。结果表明:在管道接头内表面焊缝中心及近缝区轴向和环向残余应力均为拉应力,随离开焊缝距离的增加,逐渐过渡为压应力。在管道接头外表面焊缝中心处的轴向残余应力为压应力,而环向残余应力为拉应力。计算预测值与实测值基本一致,表明有限元法能够经济而有效地预测管道环焊缝接头的焊接残余应力。 展开更多
关键词 低碳钢 管道 焊接残余应力 有限元法
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盲孔法测量焊接残余应力应变释放系数的有限元分析 被引量:38
9
作者 侯海量 朱锡 刘润泉 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期632-636,共5页
为探讨简单易行的盲孔法测量焊接残余应力应变释放系数A、B的标定方法 ,根据盲孔法测量残余应力时应变释放系数A、B试验标定原理和强度理论 ,建立三维有限元模型 ,分别对盲孔法测量 92 1A钢焊接残余应力应变释放系数进行有限元标定和孔... 为探讨简单易行的盲孔法测量焊接残余应力应变释放系数A、B的标定方法 ,根据盲孔法测量残余应力时应变释放系数A、B试验标定原理和强度理论 ,建立三维有限元模型 ,分别对盲孔法测量 92 1A钢焊接残余应力应变释放系数进行有限元标定和孔边应力集中有限元塑性修正 ,并由此得出应变释放系数随孔深与孔径比值的关系式和应变释放系数随形状改变比能参量S变化的塑性修正公式 ;将有限元标定结果与试验标定结果、通孔应变释放系数理论解进行比较 ,结果表明 ,有限元标定结果与试验结果、通孔应变释放系数理论值有较好的一致性 ,经塑性修正 ,计算结果与试验测量结果的偏差大大减小 ,建立适当有限元模型 ,用有限元法标定释放系数和进行孔边塑性变形修正是可行的。 展开更多
关键词 焊接 残余应力 盲孔法 应变释放系数 有限元分析 标定实验
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焊接残余应力在热处理过程中的演变 被引量:37
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作者 蒋文春 王炳英 巩建鸣 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期45-48,115,共4页
利用有限元法,对Q345R钢焊后热处理进行模拟分析.结果表明,焊态残余应力在焊缝和热影响区具有较高的应力水平,远离焊缝热影响区,应力逐渐降低.热处理后,残余应力降低了近60%,最大值位于热影响区浅表区域.热处理不仅使应力降低,同时使得... 利用有限元法,对Q345R钢焊后热处理进行模拟分析.结果表明,焊态残余应力在焊缝和热影响区具有较高的应力水平,远离焊缝热影响区,应力逐渐降低.热处理后,残余应力降低了近60%,最大值位于热影响区浅表区域.热处理不仅使应力降低,同时使得应力发生再分布,母材热处理后应力增加.热处理过程中,随着温度升高,屈服强度降低,材料发生塑性变形使得应力释放,高温下残余应力基本降为0.在降温过程中,材料屈服强度增加,导致应力回升,热处理态残余应力主要在降温过程中产生.随着热处理温度升高,最大残余应力降低,超过600℃后保持不变,因此热处理温度在600℃左右较为合适. 展开更多
关键词 焊接残余应力 焊后热处理 有限元
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焊接残余应力数值模拟研究技术的现状与发展 被引量:22
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作者 林燕 董俊慧 刘军 《焊接技术》 2003年第6期5-7,共3页
在焊接过程中产生的动态应力应变及随后形成的残余应力,是导致焊接裂纹和接头性能下降的重要因素。因此,焊接残余应力一直是人们关注的热点问题。结合焊接残余应力的研究方法与手段,介绍近年来国内外关于焊接残余应力的研究现状与发展。
关键词 焊接 残余应力 数值模拟 有限元法 研究现状
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Q345/316L异种钢焊接残余应力与变形数值模拟 被引量:36
12
作者 黄本生 陈权 +2 位作者 杨江 刘阁 易宏雨 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期138-144,167,共8页
文中基于SYSWELD有限元分析软件对Q345/316L异种钢焊接过程的瞬态温度分布、残余应力及变形进行了数值模拟,并通过试验对其模拟结果进行了验证.试验测量结果与数值模拟结果吻合良好,证明了利用SYSWELD模拟异种钢焊接的可靠性.结果表明,... 文中基于SYSWELD有限元分析软件对Q345/316L异种钢焊接过程的瞬态温度分布、残余应力及变形进行了数值模拟,并通过试验对其模拟结果进行了验证.试验测量结果与数值模拟结果吻合良好,证明了利用SYSWELD模拟异种钢焊接的可靠性.结果表明,异种钢焊接温度场呈不对称分布,Q345侧的高温区域范围更大.不论是横向残余应力还是纵向残余应力,沿焊缝方向均呈帽状分布且在焊缝中部位置存在最大残余应力;在垂直于焊缝中央截面上,纵向残余应力与横向残余应力在焊缝和焊缝附近区域分布是不连续的,存在较大的应力梯度且应力状态也较复杂,而最大残余应力出现在Q345侧的熔合线处.不同的热输入下模拟结果表明,在保证焊接接头质量的前提下,最好采用小热输入的焊接工艺. 展开更多
关键词 异种钢焊接 数值模拟 温度场 残余应力 焊接变形
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焊接顺序对T形接头残余应力和变形的影响 被引量:35
13
作者 黎超文 王勇 韩涛 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期37-40,115,共4页
采用有限元热弹塑性分析方法对T形接头不同焊接顺序的残余应力和变形进行模拟.有限元模型中选用三维实体单元,分析了材料物性参数随温度的变化和对流、辐射散热的影响.运用单元生死技术模拟T形接头多道焊接过程,获得了不同焊接顺序T形... 采用有限元热弹塑性分析方法对T形接头不同焊接顺序的残余应力和变形进行模拟.有限元模型中选用三维实体单元,分析了材料物性参数随温度的变化和对流、辐射散热的影响.运用单元生死技术模拟T形接头多道焊接过程,获得了不同焊接顺序T形接头焊接温度场和残余应力、变形场,并对计算结果进行了分析.结果表明,焊接顺序对T形接头的残余应力和变形有较大的影响,采用先焊一侧,然后焊另一侧的方案所得到的残余应力和角变形最小. 展开更多
关键词 T形接头 有限元模拟 焊接顺序 残余应力 焊接变形
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焊接残余应力对疲劳寿命影响的定量研究 被引量:33
14
作者 卞如冈 崔维成 +2 位作者 万正权 李良碧 王铭伟 《船舶力学》 EI 北大核心 2011年第7期776-783,共8页
在以往的研究中,残余应力对疲劳寿命的影响基本上均局限于定性分析,很少给出定量的研究结果。文章基于双参数统一方法,开展了锥柱结合壳处的残余应力对疲劳寿命的定量计算分析,给出了残余应力对疲劳寿命影响范围,并通过试样疲劳试验进... 在以往的研究中,残余应力对疲劳寿命的影响基本上均局限于定性分析,很少给出定量的研究结果。文章基于双参数统一方法,开展了锥柱结合壳处的残余应力对疲劳寿命的定量计算分析,给出了残余应力对疲劳寿命影响范围,并通过试样疲劳试验进行了验证。通过研究,可以看出残余应力没有改变裂纹的扩展趋势,但明显加快了裂纹扩展的过程,明显降低了耐压结构的疲劳寿命。 展开更多
关键词 双参数统一方法 残余应力 锥柱结合壳
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用小孔释放法测量焊接高残余应力时孔边塑性变形对测量精度的影响及修正方法 被引量:20
15
作者 赵海燕 裴怡 +1 位作者 史耀武 汪辉 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 1996年第3期17-20,共4页
研究了用小孔释放法测量焊接残余应力时孔边的塑性变形对测量精度的影响。根据弹塑性理论分析了孔边屈服的条件,并据此得到了孔边屈服后应变释放系数的修正公式,使小孔释放法测量焊接残余应力的精度得到提高,并且扩大了应力值的测量... 研究了用小孔释放法测量焊接残余应力时孔边的塑性变形对测量精度的影响。根据弹塑性理论分析了孔边屈服的条件,并据此得到了孔边屈服后应变释放系数的修正公式,使小孔释放法测量焊接残余应力的精度得到提高,并且扩大了应力值的测量范围。对平板对接埋弧焊焊接接头残余应力的实测表明,修正后的残余应力分布更趋于合理。 展开更多
关键词 小孔释放法 焊接 残余应力 应力测量
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基于动态子结构的三维焊接残余应力变形数值模拟 被引量:23
16
作者 刘川 张建勋 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期21-24,114,共5页
焊接残余应力和变形三维弹塑性有限元模拟由于是高度非线性的热力耦合过程而计算非常耗时。为提高计算效率,采用动态子结构方法来计算焊接残余应力和变形。考虑焊接过程中只有焊缝和热影响区的小部分区域在焊接热源作用下呈现高度非线性... 焊接残余应力和变形三维弹塑性有限元模拟由于是高度非线性的热力耦合过程而计算非常耗时。为提高计算效率,采用动态子结构方法来计算焊接残余应力和变形。考虑焊接过程中只有焊缝和热影响区的小部分区域在焊接热源作用下呈现高度非线性,而其余区域受热源的影响小,将整个模型的三维弹塑性计算问题处理为窄小的焊缝和热影响区为局部非线性弹塑性区,其余大部分非焊接区域作弹性子结构的计算问题;且随焊接热源的移动,子结构不断变化。结果表明,动态子结构方法能显著提高计算效率,并能保证焊缝和热影响区的残余应力分布与全模型计算结果接近。 展开更多
关键词 动态子结构 焊接 残余应力 变形
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钢桁梁桥整体节点焊接残余应力试验 被引量:28
17
作者 黄永辉 王荣辉 甘泉 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期83-88,共6页
为研究东江大桥整体节点焊接残余应力的大小及分布规律,采用与实桥相同的焊接工艺制作了实桥E16节点的1∶1足尺模型,用盲孔法对该节点模型各主要焊缝的残余应力大小与分布进行了测试。结果表明:对于整体节点而言,焊接过程会产生很大的... 为研究东江大桥整体节点焊接残余应力的大小及分布规律,采用与实桥相同的焊接工艺制作了实桥E16节点的1∶1足尺模型,用盲孔法对该节点模型各主要焊缝的残余应力大小与分布进行了测试。结果表明:对于整体节点而言,焊接过程会产生很大的残余应力,其最大值接近材料的屈服强度;在焊缝区域,沿焊缝垂线方向,纵向残余应力均呈压应力-拉应力-压应力交替分布,规律明显,在焊缝中心处为最大拉残余应力;在不等厚对接焊区域,厚板一侧的残余应力大于薄板一侧;打磨和钻螺栓孔可以对残余应力起到释放作用;研究结论可为制定消除整体节点焊接残余应力的措施提供依据。 展开更多
关键词 桥梁工程 整体节点 盲孔法 焊接残余应力 足尺模型
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厚板焊接中焊接残余应力的分布规律 被引量:17
18
作者 熊健民 周金枝 余天庆 《湖北工学院学报》 1997年第3期5-10,共6页
通过对厚板焊接构件进行条形切割解体,从而实测截面上焊接残余应力的大小,并根据统计理论,总结出厚板中焊接残余应力在截面上的分布规律.
关键词 残余应力 厚板 条形切割 焊接 分布规律
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SS304半管夹套焊接部位残余应力三维有限元模拟 被引量:27
19
作者 蒋文春 巩建鸣 +1 位作者 陈虎 涂善东 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期77-80,共4页
半圆管夹套设备最常见的问题是夹套焊接部位开裂引起泄漏,焊接残余应力是重要的影响因素之一。利用有限元软件ABAQUS,开发了一个多次顺次耦合焊接残余应力有限元计算程序,并利用FORTRAN语言编写移动高斯热源的分布子程序,对304不锈钢半... 半圆管夹套设备最常见的问题是夹套焊接部位开裂引起泄漏,焊接残余应力是重要的影响因素之一。利用有限元软件ABAQUS,开发了一个多次顺次耦合焊接残余应力有限元计算程序,并利用FORTRAN语言编写移动高斯热源的分布子程序,对304不锈钢半管夹套焊接部位残余应力进行数值模拟,得到半管夹套T形接头焊接残余应力分布规律。计算结果表明,在T形接头附近,应力水平较高,易诱使焊缝开裂失效。并对半管夹套的焊接制造提出建议,为优化半管夹套焊接工艺、控制焊接残余应力提供理论依据,对提高半管夹套设备的可靠性和安全性具有重要意义。 展开更多
关键词 半管夹套 焊接残余应力 有限元 多次顺次耦合 软件
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浅析焊接残余应力及其消除方法 被引量:12
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作者 张书奎 罗植廷 《冶金动力》 1996年第6期38-41,共4页
简介了焊接残余应力危害的特点,影响因素、测量及消除残余应力的几种方法,重点论述爆炸法消除焊接残余应力的有关问题。
关键词 焊接 爆破法 残余应力 消除
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