随焊高速气流场辅助高强铝合金薄板焊接应力演变及控制变形机理

从力学角度出发提出了“随焊高速气流场”柔性控制高强铝合金薄板焊接失稳变形的新方法,研究了该方法控制2A12高强铝合金薄板焊接变形的有效可行性,分析了随焊高速气流载荷对薄板应力演变规律的影响,阐明了其控制焊接残余应力及变形机理.基于有限元法分析了温度场及应力场,确定了气动载荷与热源作用距离这一关键因素,并获得了气体压力的合理有效范围.在自行研制的随焊高速气流场装置上进行试验验证.结果表明,当气动载荷作用距离为20 mm、气动载荷为30 MPa时,焊接失稳变形基本消失,焊缝中截面上的纵向残余拉应力峰值较常规焊下降了77.73%,残余压应力峰值下降了69.23%,板边变形最大挠度仅为0.9 mm,较常规焊的8.5 mm下降了89.41%.试验结果与模拟结果吻合良好,验证了随焊控制模型的正确性.

压力容器碟形封头焊接结构应力数值计算及安全评定

采用埋弧焊焊接制备SA-240M 304不锈钢碟形封头,建立简易有限元模型,采用刚体面偏置约束模拟碟形封头在工况条件下的应力场,并对危险区域的Mises等效应力进行计算和安全评定。结果表明:有限元模拟得到碟形封头长圆孔右侧圆弧中间区域的Mises等效应力最大,为危险区域,与由实测应变计算得到应力的相对误差仅为4.7%,验证模型准确;对危险区域沿应力分类线的法向应力进行等效线性化处理后得到一次薄膜应力、一次弯曲应力、峰值应力、二次弯曲应力分别为135.19,3.54,0.774,42.83 MPa,根据ASME VIII-2评定为安全。