焊趾
- 超声冲击处理对服役态12Cr1MoV钢焊接接头的组织结构与性能影响
裂位置多位于接头焊趾部位，但开裂位置材质并未严重劣化，其力学性能可以满足运行要求。由于集箱管座角焊缝因部位特殊，结构上容易存在应力集中，尤其对于未圆滑处理的焊趾部位情况更加糟糕［2］。在服役过程中，受启停或调峰、结构应力、管排震动等因素影响，锅炉这些特殊结构焊接接头焊趾部位经常会经受反复交变应力作用发生疲劳失效，为机组安全稳定运行埋下事故隐患［3］。超声冲击作为抗疲劳延寿技术，已广泛应用各行业多年，成为当前焊后改善接头疲劳性能有效方法之一［4-7］。研究表
电焊机 2023年12期2023-12-29
- 焊趾半径对疲劳短裂纹演化行为的影响
薄弱部位.其中，焊趾是疲劳裂纹最有可能萌生的区域.针对焊趾部位的长裂纹阶段，疲劳性能评定方法已趋于成熟，主要有名义应力法、结构应力法、缺口应力法和基于断裂力学的方法.然而，上述方法均无法评定疲劳短裂纹阶段疲劳性能，无法满足工程机械的关键部件耐久性要求.因此，针对宏观结构的疲劳短裂纹演化行为研究显得尤为迫切而重要.近年来，一些学者通过晶体塑性有限元方法来研究疲劳短裂纹演化行为.成立夫等人[2]仿真了焊趾局部的疲劳短裂纹行为，发现疲劳寿命受到晶粒尺寸和晶粒取向
焊接学报 2023年11期2023-12-09
- 链板式连续运输机械中焊趾表面裂纹扩展形态检测
疲劳断裂事故，而焊趾裂纹是引发结构断裂的关键因素［1］。T 形焊接头处是较为容易出现焊趾表面裂纹缺陷的，并且在外荷载的作用下焊趾表面裂纹会出现扩展现象最终导致整个焊接结构的断裂［2］。因此，对链板式连续运输机焊趾表面裂纹扩展形态检测可以有效提高其结构的稳定性与其运行的安全性， 相关方法一直是研究的热点。文献［3］提出基于XFEM（extended finite element method）的焊接裂缝扩展形态检测方法，该方法为了研究焊接结构裂纹形态的萌生扩
电镀与精饰 2023年11期2023-11-13
- Silver Bridge 坍塌事件
——焊接疲劳缺陷惹的祸
、焊接残余应力、焊趾区的几何外形对焊接结构疲劳寿命产生的影响进行了研究，也发展了焊接结构的延寿技术。本文介绍了焊接结构疲劳寿命的预测方法、影响焊接结构疲劳寿命的因素和延寿技术的研究现状和进展。疲劳评定方法根据焊接接头周围的应力分布，可将其分为3 个区，分别是名义应力区、结构应力区、缺口应力区，如图2 所示，由此发展出3 种焊接结构的疲劳评定方法：名义应力法、热点应力法、局部法[4-5]。图2 焊接接头附近的应力分布名义应力法名义应力法是假定焊接结构的疲劳寿
金属世界 2023年5期2023-10-15
- 带式输送机滚筒焊接应力集中影响因素分析与控制
所示，其中θ 为焊趾倾角，（°）；t 为筒皮板厚，m；r 为焊趾半径，m；h 为焊缝余高，m；α 为坡口角度，（°）。此处引入应力集中系数Kt，其表达式为Kt=1+0.272t0.528·r-0.449·sin0.433θ，表征滚筒焊缝应力集中程度。图1 滚筒结构图2 焊缝简化结构2 应力集中仿真分析为了更好地分析滚筒焊接接头外形结构对焊缝应力集中的影响规律，包括筒皮板厚、焊趾半径和坡口角度等，采用MATLAB 仿真计算软件，设置应力集中系统计算公式，选择
机械管理开发 2022年11期2023-01-26
- 钢箱梁顶板-U肋焊缝斜裂纹的受力特征及其对焊趾的影响
从顶板-U肋焊缝焊趾处萌生并向U肋母材或沿顶板厚度方向扩展, 使钢桥面板的局部刚度降低, 从而影响桥梁的使用寿命和安全性[4]．针对顶板-U肋焊缝细节的疲劳开裂问题, 国内外学者进行了大量研究．孔祥明等[5]探究了不同荷载组合工况下顶板与U肋连接细节的变形和疲劳应力分布情况; 罗鹏军等[6]分析了正交异性钢桥面板U肋与顶板焊缝构造参数对其疲劳性能的影响; Kainuma等[7]通过疲劳试验和数值模拟研究了顶板-U肋焊缝的疲劳开裂行为和应力响应, 发现焊根和
扬州大学学报（自然科学版） 2022年3期2022-10-25
- 带式输送机滚筒焊缝的失效机理研究分析
滚筒筒体的厚度、焊趾半径、坡口角度、倒钝厚度等相关[8]，由于坡口角度、倒钝厚度等与焊接加工中的工艺相关性较大，文中仅对筒体板厚、焊趾半径的影响进行分析。焊接残余应力与焊接过程中产生的较大的温度差有关，滚筒焊缝在焊接过程中受到较大的约束限制其形变量[9]，且温度差较大造成焊缝处的焊接应力值较大，焊接残余应力是必然存在的，当残余应力值大于所焊接材料的抗拉强度时，会造成裂纹的产生[10]。带式输送机滚筒在工作过程中受到多种载荷的作用，对焊缝的裂纹造成扩展，焊缝
机械管理开发 2022年9期2022-09-23
- 横隔板加劲肋对钢桥面板疲劳细节受力的影响
口、横隔板和U肋焊趾细节的应力．叶枝等[5-6]研究了横隔板间小横肋构造对U肋与横隔板焊缝末端和横隔板弧形缺口两处疲劳细节的疲劳性能的影响，有限元模拟结果表明:小横肋可以有效降低两处细节的应力幅值．Tian[7]通过有限元模拟和疲劳试验相结合研究了正交异性钢箱梁内增设支撑构件的影响，结果表明:增设支撑构件可有效降低易疲劳细节的应力幅值，增加细节的疲劳寿命．Oh 等[8]研究了U肋内隔板构造，结果表明:内隔板可以显著降低疲劳细节的主应力而不会明显增加结构自重
武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2022年3期2022-07-11
- 基于热点应力法的新型插板接头疲劳寿命评估*
法通过插值法计算焊趾处的结构应力(除去由焊趾缺口效应引起的非线性应力成分)进行疲劳评估，由于考虑了接头几何外形对热点处应力的影响，因而可以用较少的疲劳等级涵盖更多的接头类型，且有效避免焊趾处由几何缺口引起的应力奇异问题。基于结构应力的疲劳寿命评估方法由Dong Pingsha[8]发明。该方法利用距离焊趾一定距离处的截面上的力与焊趾所在截面之间力的平衡关系求解焊趾处的结构应力，同样有效避开几何缺口引起的应力奇异问题。另外，由于该方法基于相邻截面之间力的平衡
港口装卸 2022年3期2022-07-06
- 发动机支架焊接结构疲劳寿命预测
焊接接头在焊根和焊趾位置的几何特征，不能真实反映焊缝周围的应力-应变状态[7-9]；结构应力法通常采用公式外推法估算焊接接头的应力状态，但焊趾和焊根缺口处具有较强的网格敏感性，容易导致局部应力奇异。缺口应力法[10-11]是焊接疲劳分析的一种局部方法，旨在获取缺口应力的疲劳数据，进一步提高焊接结构疲劳分析的准确性。文献[12]简称FKM标准，由德国机械工程研究委员会编写。FKM标准主要采用结构应力法和主S-N曲线法，但同时考虑了缺口应力。本文中以发动机消音
内燃机与动力装置 2022年2期2022-05-23
- 超声冲击对高速列车用S355J2W钢焊接接头力学性能和残余应力的影响
冲击法对焊接接头焊趾区域在不同时间条件下进行处理，通过硬度试验和拉伸试验对超声冲击处理和未处理焊接接头的力学性能进行测试，并利用X射线残余应力测试仪对接头冲击前后的残余应力进行分析。结果表明：S355J2W钢焊接接头的经超声冲击处理20 min强化效果最好，焊趾的硬度值较未处理状态提高了14.09%，抗拉强度提高了20.3 MPa;超声冲击降低了焊趾位置的应力集中系数，接头的断裂位置由焊趾位置转移到热影响区;超声冲击对降低焊趾区域的焊接残余应力效果显著，焊
西部交通科技 2022年1期2022-03-21
- 打磨方式对SMA490BW耐候钢十字接头疲劳性能的影响
试样具体结构。对焊趾处进行简单打磨和过渡圆弧打磨得到不同的打磨试样，焊趾处示意图如图2所示。图1 SMA490BW耐候钢十字接头试样结构图2 SMA490BW焊趾处示意图1.3 试验过程与方法采用QBG-100高频疲劳试验机，参照GB 3075—82《金属轴向疲劳试验方法》进行疲劳试验，试验条件为室温空气，应力比R=-1，正弦波加载。采用Merlin Compact型扫描电子显微镜对SMA490BW耐候钢十字焊接头进行断口观察。根据试验件外形轮廓建立模型，
焊接 2021年12期2022-01-20
- 四丝内焊+五丝外焊埋弧焊接头软化及其对焊管承载能力的影响*
， 内焊、 外焊焊趾部位等效应力分别为640 MPa 和609 MPa，已经达到软化区材料屈服强度。 分别在12 MPa、20 MPa、 30 MPa、 36.3 MPa 内压时对管道接头局部的应力分布进行分析， 结果如图11 （b）所示， 可以看出， 12 MPa 内压下焊趾部位有少量的应力集中； 20 MPa 时管道接头整体应力水平提高； 管内压力继续增大到30 MPa 时， 焊趾部位出现明显应力集中， 其中内焊焊趾部位的应力集中程度远高于外焊焊趾部位
焊管 2021年12期2022-01-07
- Q345B钢框架梁柱节点焊缝低周疲劳试验
于梁翼缘及工艺孔焊趾处的焊缝根部，随后进一步导致梁翼缘全截面撕裂或扩展至柱截面内，使钢柱失去承载力[1].我国属于地震灾害较为严重的国家，且人口密集，高层钢结构的抗震设计更要引起工程师们的重视.现有关于地震作用下的钢框架梁柱节点焊缝低周疲劳破坏的研究大多采用数值模拟[2-6]与试验研究[7-10]两种方式展开，由于服役构件材料的不均匀性、制作及加工造成的误差及缺陷、实际受力情况的复杂程度等内容不能在有限元数值模拟中完全体现[11].因此，在理论研究不断深入
兰州理工大学学报 2021年5期2021-11-02
- 钢桥面板顶板与U肋焊缝裂纹类型及扩展特征
萌生于顶板焊根或焊趾处[4-5], 类型复杂多样, 且扩展迅速．裂纹若贯穿焊缝会导致构件断裂, 减小局部刚度,影响结构受力; 若贯穿顶板会导致铺装层损坏,引发渗水锈蚀、涂层劣化等病害．对此, 国内外学者研发了多种钢桥面板疲劳裂纹修复技术[6-9], 但针对顶板与U肋焊缝裂纹的维修方案较少．相关研究表明,除顶板弯曲荷载作用外,焊接约束使刚度不同的顶板与U肋产生不同程度的面外变形, 焊缝局部产生的次应力也是导致该处易疲劳开裂的原因[10]．为进一步分析荷载位置
扬州大学学报（自然科学版） 2021年2期2021-10-15
- 网架焊接空心球节点残余应力实测及数值模拟
接空心球节点球面焊趾处焊接残余应力大小和变化趋势。证明了节点整体处于自平衡，但对于较大尺寸节点没有深入探索，并且由于测点布置过少，因此没有揭示焊接空心球节点的焊接残余应力分布模式，需要进一步进行试验。大多数对于焊接空心球的研究是通过有限元软件进行数值模拟分析[13-16]。基于此，现以广泛应用于网架结构的焊接空心球节点为研究对象，采用盲孔法[17]对焊接空心球节点管-球焊缝焊接残余应力进行试验测量，此外创新性地结合 Visual-Environment软件
科学技术与工程 2021年26期2021-10-08
- 超声冲击处理对5083铝合金焊接接头残余应力的影响
中心线6 mm的焊趾处(A-A纵截面)和20 mm的B-B纵截面．同时测试了距焊缝中心横截面(Ⅰ-Ⅰ截面)45 mm处C-C横截面和距焊缝中心横截面135 mm处D-D横截面的残余应力分布．表2 X射线衍射仪测试参数Table 2 Test parameters of X-ray diffractometer图1 表面测试点分布图(单位：mm)Fig.1 Schematic of measuring positions on test plate(unit
江苏科技大学学报(自然科学版) 2021年3期2021-08-10
- 5083铝合金T型接头焊接残余应力分布及超声冲击处理工艺研究
拉应力,随着远离焊趾,纵向残余应力快速减小,直到转化为残余压应力后,残余应力趋于平稳;4 mm和8 mm T型接头底板焊趾上测得的残余应力分别为110 MPa和178 MPa,两者相差68 MPa;4 mm和8 mm T型接头的残余应力峰值出现在距焊趾6 mm处,分别为140 MPa和184 MPa;在距焊趾超过10 mm后,两者的残余应力均为较小的压应力．从图4(b)可以看出,腹板上热影响区的残余应力达到最大值,随后残余应力逐渐减小,最后趋于无应力状态;
江苏科技大学学报(自然科学版) 2021年2期2021-06-16
- 钢桥面板U肋与横隔板焊缝疲劳强度分析
纹一般萌生于U肋焊趾或横隔板焊趾.裂纹产生时，钢箱梁的横向刚度减小，荷载传递不均，桥梁安全存在隐患.因此U肋与横隔板焊缝受力特征与疲劳评估的研究尤为重要.针对钢桥面板的受力特征，有部分学者采用数值模拟方法，研究加载工况、挖空高度、内隔板形式、横隔板间距等不同影响因素下横隔板的受力性能，研究表明U肋与横隔板连接处应力变化显著[7-9]；还有部分学者开展了疲劳试验，研究U肋与横隔板连接处的应力分布情况[10].针对疲劳性能评估问题，大多采用名义应力或热点应力结
北京交通大学学报 2020年6期2021-01-23
- 2种新型顶板-U肋构造细节的疲劳性能研究
何形状的突变常在焊趾和焊根位置产生应力集中现象,几何形状的差异将引起不同的应力变化梯度和集中程度,为了探究3种顶板与U肋连接方式应力集中的差异,选取工况1中荷载中心位于跨中时的情况,沿垂直于焊缝方向布置路径,绘制垂直于焊缝方向的正应力沿路径变化趋势,如图4所示。图4 应力梯度从图4可以看出,垂直于焊缝的正应力随着距焊趾距离的增大呈下降趋势,这符合集中现象。在顶板焊趾部位,3种连接方式的应力降低速率基本一致,这主要是由于各连接方式中焊缝与顶板的夹角均保持13
合肥工业大学学报（自然科学版） 2020年10期2020-11-04
- 正交异性钢桥面板的疲劳裂纹扩展规律
纹：萌生于横隔板焊趾的裂纹、萌生于U 肋焊趾的裂纹和萌生于横隔板开孔的裂纹。假设初始椭圆裂纹短轴长a0和长轴长c0分别为2.5 mm 和5.0 mm，a0/c0=1/2，其中，萌生于U肋焊趾的裂纹为半椭圆裂纹，萌生于横隔板焊趾和横隔板开孔处裂纹为1/4 椭圆裂纹，得到U 肋-横隔板焊缝裂纹KⅠ影响线如图9所示。图9(a)所示为横隔板焊趾处裂纹的应力强度因子影响线。从图9(a)可看出：此处裂纹的KⅠ峰值约为117.9 MPa·mm1/2，对应的车辆载荷加载位
中南大学学报（自然科学版） 2020年7期2020-08-26
- 考虑拼接缺口影响的钢桥面板弧形缺口位置应力分析
模型，分析横隔板焊趾、U肋焊趾以及弧形缺口净截面最小位置的应力状态，同时对比分析有无缺口情况下各构造细节的应力时程。研究结果表明：拼接施工缺口对各构造细节的影响程度与细节和缺口之间的距离成负相关，靠近缺口位置的U肋焊趾应力差值最大，施工缺口增大了此处的疲劳应力，对于横隔板焊趾以及弧形缺口净截面最小位置，拼接施工缺口的影响可以忽略不计。关键词钢桥面板;弧形缺口;拼接缺口;应力中图分类号： U441.4 文献标识码： ADOI：10.19
科技视界 2020年19期2020-07-30
- 两种不同比例的气体保护焊对汽车底盘构件性能的影响
强度的主要因素是焊趾的应力集中，另外，焊道和焊趾上面附着的焊接熔渣等非金属物质不易形成保护层，通常是发生腐蚀的起点。焊趾处的应力集中会导致焊接接头疲劳强度的降低，焊趾处环境的腐蚀也会致使钢板变薄，从而进一步降低焊接接头的疲劳强度。混合气体保护焊是采用在惰性气体中加入一定量的活性气体，如Ar+CO2，Ar+O2等作为保护气体的一种气体保护电弧焊方法〔1〕，可降低氩弧焊中熔滴的黏性，减轻其表面张力，使热敷率显著提高，并增强其熔深，避免单纯CO2气体焊接中的飞溅
辽宁科技学院学报 2020年3期2020-07-27
- 高速动车转向架焊趾TIG熔修工艺研究
，TIG熔修是将焊趾重新熔化，将存在的气孔、咬边等缺陷清除，同时形成均匀过渡的焊缝。1 试验材料试验用钢选用参照JIS G 3114标准制造的SMA490BW板材，其化学成分和力学性能具体如表1、表2所示。焊丝选用大西洋焊接材料有限责任公司生产的符合GB/T 8810的牌号TH550-NQ-Ⅱ(焊丝编号 CHW-55CNH)实芯焊丝，其中ø1.2 mm直径焊丝配以80%Ar+20%CO2用于MAG焊，ø2.5 mm直径焊丝配以100%Ar用于焊趾缺陷TIG
轨道交通装备与技术 2020年2期2020-07-15
- LNG船纵骨端部表面裂纹疲劳扩展寿命计算
出了T型焊接接头焊趾处的应力强度因子放大系数的表达式，并应用到了BS7910规范[3]中；RHEE等[4]拟合出了T型管节点表面裂纹应力强度因子的计算修正公式，并应用到了IIW规范[5]中；刘帆等[6]分析并拟合了集装箱船纵骨的第二类和第三类节点的应力强度因子，并对计算公式进行了修正；孔小兵等[7]通过有限元分析提出了纵骨端部应力强度因子的计算公式并分析了接头形式和水密补板对计算公式的影响；罗盼等[8]通过有限元建模分析得出 BS7910规范推荐的 T 型
船舶与海洋工程 2020年2期2020-05-31
- 立式钢制储罐大角焊缝处裂纹的应力强度因子分析
力分布趋势一致，焊趾位置的最大应力值相差不到1%，底板翘离的最大高度与底板边缘滑移的距离相差不到0.2%，因此简化模型完全可用于代替完整的储罐模型进行有限元分析且该简化模型在很大程度上减少了模拟工作量。 如果将二维简化储罐模型旋转拉伸一定角度便能进一步得到相应的简化三维储罐模型。图4 储罐完整模型与简化模型大角焊缝局部的应力分布2 经验公式平板表面裂纹最深处的应力强度因子KI的计算公式如下：式中 a——裂纹深度；σm、σB——薄膜应力、弯曲应力，根据无缺陷
化工机械 2020年1期2020-03-30
- 10×104 m3储罐T形焊接接头开裂原因分析
发生在内侧角焊缝焊趾处，最大连续长度达到4 630 mm，外观如图2所示。在发现大角焊缝内侧边缘板母材表面裂纹后，为确认裂纹内部走向，对位置7部位局部用砂轮机进行打磨，长度约为150 mm，发现裂纹呈45°向大角焊缝内侧边缘板母材下部延伸，打磨深度约15 mm仍能够看到微裂纹，如图3所示。内侧角焊缝开裂位置如图4 所示。图1 裂纹位置平面布置1.2 充水过程中罐底板沉降变形现象在充水试压过程中，对储罐的沉降进行检测，主要监测储罐基础沉降和罐底板锥面变形。结
石油化工设备技术 2020年1期2020-01-07
- 基于主S-N曲线的带止裂槽焊接接头疲劳寿命预测及改进
能发生疲劳失效的焊趾截面、焊喉截面和止裂槽截面的节点力，基于主S-N曲线法求解截面的等效结构应力，评估焊缝的疲劳寿命，并提出改进接头的建议。分析发现：止裂槽的存在会显著增加局部位置的应力，导致疲劳寿命明显降低。填充止裂槽并适当增大水平方向焊脚尺寸，可以提高该位置疲劳寿命10倍左右。关键词：主S-N曲线; 焊趾; 焊喉; 止裂槽; 疲劳中图分类号：TG407;TB115.1文献标志码：BFatigue life prediction and improvem
计算机辅助工程 2019年4期2019-12-20
- 考虑荷载影响面的钢桥面板顶板-U肋焊缝疲劳损伤分析
划分为焊根裂纹和焊趾裂纹[5,6]两类，其危害不容忽视，尤其是焊根裂纹，这类裂纹往往贯穿顶板或焊缝后才得以发现，而此时，裂纹已大大削弱了顶板-U肋连接细节的正常工作性能。目前，轮载横向位置对焊根裂纹及焊趾裂纹的具体作用尚不明确，故有必要研究轮载作用位置对两类裂纹疲劳损伤的影响。此外，我国JTG D 64—2015《公路钢结构桥梁设计规范》(以下简称《规范》)给出的钢结构桥梁疲劳荷载计算模型仅仅是四轴车的单车模型，且设计偏于安全。根据吕磊等[7]对某大桥实际
重庆交通大学学报(自然科学版) 2019年11期2019-11-14
- 基于热点应力法的液压挖掘机斗杆疲劳寿命评估
危险部位的油缸座焊趾处疲劳热点位置进行疲劳寿命评估，并通过疲劳试验验证评估方法对评估结果的合理性。1 斗杆整体强度分析1.1 有限元模型依据某中型液压挖掘机斗杆的结构尺寸参数，在ANSYS软件建立中型斗杆的整体有限元模型来模拟台架疲劳试验载荷状态。斗杆结构材料为Q345，其屈服极限345MPa，油缸座焊缝处采用E50型号焊条焊接，焊条的最小抗拉强度500MPa。斗杆整体采用solid185六面体实体单元离散，除了销轴处均采用Free自由网格划分的方法。图1
制造业自动化 2019年6期2019-07-08
- 超声冲击处理对A106-B焊管腐蚀疲劳的影响
：超声冲击处理使焊趾形状明显改变，焊趾角度降低50%，半径增加15.5倍，显著降低了应力集中程度。同时，超声冲击处理使试样表面拉伸残余应力得到有效释放，最大应力由230 MPa降至120 MPa，并在近表面区引入压缩残余应力。此外超声冲击处理还可细化材料表面晶粒。因此，超声冲击处理后试样的抗腐蚀能力和抗疲劳性能都得以改善，使得A106-B焊管的腐蚀疲劳寿命增加了99.4%。腐蚀疲劳性能；超声冲击处理；焊管；残余应力；疲劳寿命腐蚀疲劳是在腐蚀环境下发生的疲劳
粉末冶金材料科学与工程 2019年3期2019-06-27
- 深水SCR X65管线钢环缝无衬垫全自动GMAW焊接接头疲劳行为
缝中心，焊缝两侧焊趾，焊趾外侧5 mm、10 mm、15 mm和20 mm位置。小尺寸试件的试验应力水平以API RP 2A-WSD规定的全尺寸试件的应力水平和在残余应力测试中取得的焊缝及热影响区的最大拉伸残余应力叠加来确定。标准规定固定平均应力为140 MPa，动载为175 MPa、120 MPa、80 MPa等3个应力水平。出于保守考虑，选取测得残余拉应力最大值260 MPa进行载荷补偿。在试验中固定静载即平均应力为400 MPa，动载分别为175 M
中国海洋平台 2019年1期2019-05-25
- *焊接空心球节点钢管焊趾处应力集中试验研究与有限元分析
薄壳分析得到球面焊趾处热点应力集中系数计算公式。徐国彬等[6]对焊接空心球节点网架进行了整体模型的疲劳试验，提出相关网架疲劳寿命的估算方法。闫亚杰[7]开展了29个足尺焊接空心球节点试件的疲劳试验，得到了球面S-N曲线，建立了球面焊趾处以名义应力幅和热点应力幅为参量的疲劳实用设计公式。秦冬祺[8]运用SAP6对50余种几何尺寸不同的焊接空心球节点进行了有限元分析，为建立相关空心球节点计算公式提供了理论依据。王飞[9]利用有限元软件对焊接过程进行了仿真模拟，
太原理工大学学报 2019年1期2019-03-05
- S355J2W+N钢对接接头应力集中系数计算及回归分析
现，断裂均发生在焊趾处，并且对于不同焊缝高度和焊缝熔宽的试件，疲劳强度存在差异，影响疲劳试验效率。研究不同焊缝几何参数对接头应力集中的影响规律，对准确计算焊趾处应力集中分布、提高疲劳试验效率具有重要意义。国内外学者对该问题进行了多项研究[1-7]，但计算数据较少，未涉及焊缝熔宽和高度对焊趾处应力集中系数Kt的影响。李栋才[8]等人采用有单侧加强高的对接接头计算模型，考虑了焊趾过渡圆弧半径r和焊趾倾角θ对Kt的影响，给出了估算Kt的经验公式。张毅[9]等人在
电焊机 2018年11期2018-12-13
- 某模块接管焊口疲劳失效分析
。检查发现裂纹沿焊趾处开裂，外观形貌如图1所示。为了查明失效原因，切割此处接管并进行理化分析。图1 坡口及管子裂纹示意Fig.1 Pictures of the joint groove and pipe crack图2 裂纹处金相照片Fig.2 Microstructure of the crack1 理化试验1.1 金相检验由图1可知，裂纹沿着管子的焊缝边缘处。将切割后的管子沿裂纹处取样进行金相检验，将样品打磨抛光用10%草酸电解腐蚀后，在金相显微镜下
电焊机 2018年9期2018-10-25
- 储罐大脚焊缝裂纹裂尖应力强度因子研究
定基础。在对T型焊趾表面裂纹断裂性能的不断探索过程中，也出现了可用于工程实际的焊趾放大系数Mk[6-13]，且Bowness D的焊趾放大系数表达式已经被英国规范BS7910采用，GB/T 19624—2004《在用含缺陷压力容器安全评定》[14]中也给出了计算焊趾裂纹应力强度因子K1的焊趾放大系数的取值表格。大脚焊缝处是储罐在静压作用下应力水平最高的位置，出现在该位置的裂纹是最危险的，所以研究焊缝裂纹缺陷的断裂性能至关重要。文中首先对储罐进行静力分析，根
石油化工设备 2018年4期2018-08-02
- 转向架构架焊缝疲劳寿命评估的等效热点应力法*
法，均不能界定出焊趾处严格的名义应力值，无法准确计算焊接结构的疲劳寿命。针对名义应力法应用于大型焊接结构时精度不高的问题，近年来，热点应力法逐渐被应用于转向架构架焊缝的疲劳寿命评估[4-6]。热点应力是指焊趾处的结构应力，该应力考虑了焊缝几何引起的应力集中效应，比名义应力更精确的反映了焊趾处的真实应力状态。热点应力法是以焊缝在外载荷作用下焊趾热点应力为基础，结合典型焊缝的热点应力S-N曲线数据和相关的疲劳累积损伤法则对焊接结构进行疲劳寿命评估。目前热点应力
铁道机车车辆 2018年3期2018-07-11
- 延长焊接接头疲劳寿命的方法
常见的接头形式。焊趾处截面几何突变，焊趾位于焊接热影响区，而热影响区晶粒特殊，经过循环载荷的作用，焊趾处最易产生应力集中，因此研究焊趾处应力集中的分散、改善焊接接头外观设计和外观加工细节，对于提高焊接接头的安全性和延长接头疲劳寿命具有重要的意义。图1 焊缝疲劳断裂剖面示意2.1 改善焊缝的剖面形状对于疲劳节点焊缝而言，理想的焊缝剖面形状为凹形，其最小半径是壁厚的50%，并与邻近母材光顺熔合，以避免在焊趾处产生应力集中，如图2所示。通常对于角焊缝，若无特殊要
电焊机 2018年5期2018-06-08
- 基于JTG D64-2015规范的钢桥正交异性板面板与U肋焊缝疲劳应力分析
板面板与U肋焊缝焊趾处应力幅进行验算。1 钢桥正交异性板节段有限元模型的建立选用典型正交异性桥面板结构,在纵向方向取3跨,单跨跨径2.8m,在横向方向选取6个U肋,U肋板厚度取8mm,高度280mm,肋间距为300mm；顶板厚度取16mm。采用有限元软件ANSYS建立仿真计算模型,采用板壳单元模拟,弹性模量为210GPa,泊松比为0.3,有限元模型如图1所示。图1 有限元模型示意图采用《公路钢结构桥梁设计规范》中5.5.2条,桥面系构件采用疲劳荷载计算模型
江西建材 2018年5期2018-05-09
- 一种改善汽车焊趾疲劳特性的焊接方法
一种改善汽车焊趾疲劳特性的焊接方法焊接是汽车制造过程中常用的连接方式，通过焊接相连的两个零部件不需要再进行热处理和喷丸处理就能去除焊接残余应力，其主要失效形式是由于路面激励引发循环载荷产生的疲劳失效。近年来，由于汽车轻量化要求的不断增多，汽车上零部件的厚度变得越来越薄、强度变得越来越高，因此使汽车焊接结构的疲劳失效变得越来越突出。而对于焊接接头的疲劳失效，通常是从焊趾处出现开裂开始的。为了改善汽车焊接结构的疲劳特性，则需要改善焊趾处的疲劳特性。而改善焊趾处
汽车文摘 2017年6期2017-12-06
- 船用钢T型接头焊趾选择优化研究
)船用钢T型接头焊趾选择优化研究张晓飞(镇江船艇学院，江苏 镇江 212003)针对船体焊接构件焊趾处应力集中影响船艇结构寿命的问题，利用有限元软件建立船艇重要区域中内龙骨的有限元模型，在约束和载荷相同的情况下，对比分析不同焊趾形式及尺寸T型接头的应力分布和疲劳寿命。研究表明，对于陆军船艇而言，平面形焊趾形式应力集中程度较小，焊后加工方便，适合船艇修理实际要求；焊脚尺寸为4～6 mm的平面形焊趾形式的T型接头疲劳寿命最大，在船艇T型构件焊接时焊脚尺寸应选用
中国修船 2017年1期2017-06-23
- 超深水水下分离器嵌入式接管马鞍形焊缝应力集中系数分布规律研究*
器样机马鞍形焊缝焊趾处的应力集中系数分布规律，并分析了切割孔半径、焊趾倾角和焊趾过渡圆弧半径等3个几何参数对马鞍形焊缝焊趾应力集中系数分布的影响，结果表明：水下分离器样机不同接管焊趾应力集中系数分布不同，接管位置对焊趾应力集中系数分布没有影响；切割孔半径决定焊趾应力集中系数分布形式，减小焊趾倾角，增加焊趾过渡圆弧半径能够改善焊趾处的应力集中，但焊趾过渡圆弧半径作用有限。以所研究的水下分离器样机为对象，设计了高压舱实验，制定了测点贴片方案，捕捉到了接管焊趾处
中国海上油气 2017年1期2017-06-21
- 焊趾处椭圆表面裂纹的权函数与残余应力强度因子的权函数法
海200240）焊趾处椭圆表面裂纹的权函数与残余应力强度因子的权函数法徐磊，黄小平（上海交通大学海洋工程国家重点实验室，上海200240）利用三维有限元计算了焊趾处半椭圆表面裂纹的应力强度因子。利用统一的权函数形式，结合得到裂纹半长比a/c=0.2；0.4；0.6；0.8，a/t=0.1～0.8的有限元数据，得到了适用于T型接头焊趾处半椭圆表面裂纹最深点和表面点的权函数。权函数的准确性，用有限元在裂纹面施加高阶载荷进行了验证，对于表面点和最深点，半长比a/
船舶力学 2017年4期2017-05-02
- 超声冲击对MB8镁合金焊接接头表层组织及力学性能的影响
8镁合金焊接接头焊趾进行表面处理，就不同冲击工艺参数对焊接接头表层组织及力学性能进行测试。结果表明:经过超声冲击处理后，接头焊趾及其附近区域表层组织内的原始粗晶转变为晶界清晰、随机取向的纳米晶粒；焊趾处的应力集中系数得到有效降低，表层硬度及其抗拉强度得到提高；超声冲击前后接头拉伸试样均断于焊趾，接头的拉伸断裂机制为准解理断裂。冲击电流为1.2 A、冲击时间为6 min时，与未超声冲击试样相比，MB8镁合金接头的应力集中系数降低12.04%，焊趾表层最大硬度
中国有色金属学报 2016年12期2017-01-16
- 焊接接头与结构疲劳延寿技术研究进展综述
关国际规范介绍了焊趾打磨、TIG熔修、锤击、针式冲击等传统经典焊接结构疲劳延寿技术的使用方法与技巧，同时超声冲击和低相变点材料疲劳延寿技术的最新研究进展也进行了详细论述。认为今后相当长一段时间，在国际上关于焊接结构疲劳延寿新技术的研究仍然是热点之一。锤击与超声冲击工艺性缺陷的产生机理及其影响因素；低相变点焊缝韧性提升与残余奥氏体稳定性问题及其母材稀释对低相变点焊缝组织演变影响问题；疲劳延寿处理结构设计与评价问题、复杂载荷条件下疲劳延寿效果稳定性及其保障问题
华东交通大学学报 2016年6期2016-12-27
- 双轴压载荷下T形节点焊趾处应力强度因子研究
压载荷下T形节点焊趾处应力强度因子研究严仁军1,2)张红梅2)辛辰3)(高性能船舶技术教育部重点实验室(武汉理工大学)1)武汉430063)(武汉理工大学交通学院2)武汉430063)(武昌船舶重工有限责任公司3)武汉430060)为了分析T形焊接接头焊趾处疲劳裂纹在双轴循环压载荷引起的复杂应力场中的扩展情况，采用有限元计算和经验公式相结合的方法，提出了改进的焊趾处应力强度因子的计算公式.基于双参数法给出了用于分析T形试件焊趾处裂纹扩展情况的疲劳裂纹扩展模
武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2016年4期2016-08-29
- 高强钢对接接头焊趾应力集中系数有限元分析
)高强钢对接接头焊趾应力集中系数有限元分析蒋 永1, 钱 骥2，陈惟珍1(1.同济大学 土木工程学院，上海 200092；2.重庆交通大学 土木工程学院，重庆 400074)基于热弹-塑性理论，建立了RQT701高强钢对接接头焊接残余应力有限元分析模型，在此基础上计算了其焊接残余应力，并与实测值进行了比较。同时讨论了焊缝几何参数对对接接头焊趾处应力集中系数(SCF)的影响。研究结果表明：RQT701高强钢对接接头中残余应力对应力集中系数的影响较大，尤其是在
重庆交通大学学报(自然科学版) 2016年2期2016-05-25
- 连铸机叉形臂断裂原因分析
应力的作用下，在焊趾处形成了疲劳裂纹，疲劳裂纹在巨大冲击性载荷作用下发生快速扩展，导致叉形臂发生瞬时冲击断裂。此外，钢板中心存在分层缺陷和材质屈服强度偏低，降低了钢板的抗疲劳能力和抗冲击能力，加快了裂纹扩展。【关键词】疲劳裂纹 冲击断裂 焊趾 分层缺陷【Abstract】A fracture accident of caster fork armwas analyzedby means ofthe morphology analysis of fractu
中国科技纵横 2016年6期2016-05-14
- 单侧搭接接头焊趾应力集中系数有限元分析
9）单侧搭接接头焊趾应力集中系数有限元分析戴秋萍（江苏省水利工程建设局，江苏南京210029）摘要:在焊接结构中 ，由于接头几何参数的影响，易在焊趾处形成应力集中现象，进而对结构疲劳寿命产生重要影响。为了研究几何参数对接头焊趾处应力集中系数的影响，以单侧搭接接头横向承载焊缝为研究对象，采用了有限元方法计算了焊趾处的应力集中系数，研究的主要几何参数包括盖板厚度、主板厚度、焊缝接触角以及焊趾过渡圆弧半径等。结果表明，在保持相关几何参数不变的情况下，通过增加盖板
水利与建筑工程学报 2015年1期2015-08-12
- 基于八节点二次壳单元的等效结构应力法
焊缝的局部参数如焊趾半径、焊趾倾角具有随机性，无法有效应用于实际的焊接结构；热点应力法对网格尺寸和网格划分方式有严格的要求，难以准确预测焊缝处的疲劳寿命.Dong及其合作者[3-6]提出了一种预测焊接结构疲劳寿命的等效结构应力法，该方法首先将有限元计算得到的焊趾处的节点力转化为分布线力，然后基于结构力学基本原理由线力计算结构应力，进而在断裂力学框架内给出了考虑焊趾缺口、板厚尺寸和加载模式等因素影响的等效结构应力转化方程，最后基于主S-N曲线和等效结构应力即
浙江工业大学学报 2014年5期2014-08-25
- 等效热点应力法结合临界面法评估焊接接头多轴疲劳强度研究
度评估，需要分析焊趾附近复杂应力场的最大剪应力、正应力等多个应力分量的大小和方向，而这些应力分量的大小和方向取决于焊接部位的几何外形和不同类型载荷的联合作用，很难通过外插法获得。②目前的热点应力法只考虑焊趾处的结构表面应力而忽略板厚方向应力梯度对疲劳强度的影响，对于复杂应力场的多轴疲劳强度评估，这种缺陷导致的误差可能会更加明显。多轴疲劳损伤状态下疲劳评估参考应力第一主应力的方向总是不断变化，使得采用一个疲劳参量控制的疲劳理论不再适用于焊接结构的多轴疲劳寿命
船海工程 2014年4期2014-06-27
- 大型储罐角焊缝焊趾表面裂纹应力强度因子数值计算
最常见的是角焊缝焊趾裂纹。大型储罐盛装的介质大多腐蚀性较强，而且角焊缝处于结构不连续区域，因此角焊缝裂纹的开裂机理一般属于较低应力水平的应力腐蚀开裂，可作为线弹性断裂问题来处理。对裂纹的研究，应力强度因子是控制线弹性断裂的重要参量，如果使用双参数失效评定图来进行裂纹缺陷安全评价，应力强度因子也是需要计算的重要基础数据。求解应力强度因子的方法主要有解析法、实验法和数值法，笔者采用数值法中的有限元法对储罐角焊缝焊趾表面裂纹进行建模求解。采用有限元法求解储罐角焊
化工机械 2014年1期2014-05-29
- 感应器安装座断裂分析与结构设计优化
个别安装座加强筋焊趾位置焊缝产生裂纹，裂纹扩展进而导致底板断裂。安装座开裂位于底板和加强筋的焊缝交接处，加强筋焊缝的垂直高度设计为5 mm(图1)。焊缝的强度设计经过有限元分析软件分析和计算，强度足够满足产品的运行载荷要求。为确定焊缝开裂的原因，对发生开裂的失效件和同批次库存产品进行焊缝的解剖、焊接组件的理化分析，以防止在机车运行过程中再次发生类似故障，为产品结构设计与优化提供参考。1 试验过程与结果1.1 感应器安装座受力情况分析感应器安装座装配在机车转
失效分析与预防 2013年2期2013-10-22
- 基于Fe-safe的K形对接焊缝疲劳分析
，建立了针对焊缝焊趾疲劳的等效结构应力方法.国内学者对比分析了国外近年来主要发展的等效结构应力法和表面外推热点应力法，发现等效结构应力法适用范围更广且更加精确.一般情况下，焊缝的屈服强度和抗拉强度都不低于母材，但是焊缝的疲劳强度却远低于母材，焊缝失效的主要形式为疲劳，所以对焊缝疲劳分析十分必要.本文主要应用Fe-safe的Verity模块和BS 7608的传统方法对不同坡口角度的K形对接焊缝做焊趾疲劳分析和对焊缝自身的疲劳分析.1 verity等效结构应力
沈阳大学学报(自然科学版) 2013年6期2013-08-15
- 压弯复杂应力下焊趾局部应力－应变研究
，裂纹通常产生于焊趾处［3］，故焊趾处局部应力应变值的结果决定着焊接件裂纹萌生寿命估算的准确性．潜艇及水下深潜器中，出于设计的需要，常常使用锥柱结合壳的结构．外部水压力作用下，在结合壳焊趾处，产生了周向压应力和纵向应力构成的双向应力场［4－5］，纵向应力被分解为沿厚度均匀分布的纵向压应力和二次弯曲应力，其中称纵向压应力为纵向压应力［6］．在解决此典型部位的疲劳问题时，多忽略了一向或两向压应力的作用，对忽略压应力产生的影响却未进行分析．本文对焊接试件进行三向
武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2012年3期2012-12-01
- 焊后处理工艺对Q345E低合金钢焊接接头疲劳性能的影响
4-5］.由于在焊趾处具有应力集中、焊接缺陷和焊接残余应力，焊接接头的疲劳断裂主要从焊趾部位开裂，接头处焊趾的形状对疲劳性能有较大影响［6-8］.大量运用实践表明焊接接头的疲劳强度问题相当突出，已严重制约结构的安全可靠及耐久运用，故对焊接结构的疲劳强度分析和优化得到了极为广泛的关注与重视［9-10］.本文以Q345E低合金钢为对象，研究焊趾不处理、焊趾打磨、焊趾喷丸、焊趾打磨+喷丸处理对焊接接头疲劳性能的影响.1 试验材料及方法1.1 试验材料试验材料为Q
大连交通大学学报 2012年2期2012-07-02
- 正交异性板纵肋—面板焊接接头热点应力分析
性应力分布在距离焊趾0．4t的范围内，应力分布特点与以往针对平板焊接结构的热点应力研究成果相吻合。正交异性板，纵肋—盖板接头，热点应力，疲劳分析0 引言正交异性钢桥面板在我国目前大跨桥梁的建设当中应用十分广泛，同时其在工程中最主要的病害是焊接接头的疲劳开裂。目前针对焊接接头的疲劳寿命评估主要使用基于S—N曲线的名义应力法。但是在实际工程中名义应力法的应用有诸多的限制，一方面复杂连接部位的名义应力通常无法找到明确的分类，另一方面，使用有限元分析计算解析法难以
山西建筑 2012年22期2012-01-24
- 典型船舶焊接接头应力集中系数有限元分析
头等。焊接接头的焊趾处由于结构形状的连续性受到破坏和材质不均匀性而引起的应力集中，是导致焊接结构断裂和疲劳破坏的重要原因。因此，研究焊接接头几何参数对焊趾处的应力集中系数的影响，对于准确计算焊趾处的应力分布，分析疲劳强度，提高疲劳寿命预测精度有重要的意义。目前对焊接接头应力集中系数的计算公式准确性不够，实用范围较小。本文利用MSC/PATRAN软件建立有限元分析模型，并利用MSC/NASTRAN进行计算。通过对影响应力集中系数的几个重要几何参数的改变，计算
船海工程 2012年3期2012-01-22
- 激光熔修AZ31B镁合金焊趾区材料的疲劳性能
裂多起源于接头的焊趾部位，其表面过渡不平滑和存在的微裂纹为断裂提供了起裂源，为无明显塑性变形的低应力疲劳断裂行为。为提高镁合金接头的疲劳强度和服役寿命，人们提出了多种改善工艺，如焊趾打磨、锤击、TIG热源熔修和超声波处理等，并对不同工艺条件下接头疲劳性能及作用机制进行了研究［3］。这些研究或从焊趾形貌角度寻求降低应力集中系数，或从热影响区组织细化角度提高其疲劳性能，效果明显［4］；其中TIG热源熔修能有效改善焊趾部位应力集中，细化热影响区晶粒从而提高疲劳性
失效分析与预防 2011年4期2011-10-22