304/Q345R复合板焊接接头微观组织及残余应力

为研究复合板在焊接过程中复杂的热力学行为,利用ABAQUS有限元软件对304/Q345R复合板的焊接过程进行了数值模拟,通过热电偶和盲孔法获得了焊接接头的热循环曲线和残余应力分布规律,验证了有限元模型的正确性.同时采用光学显微镜和扫描电镜对焊接接头的微观组织、晶粒形貌和元素分布进行了分析,研究焊接接头部位的微观组织演化规律.结果表明,焊接残余应力最大值为312 MPa,位于焊趾附近,残余应力沿焊缝至母材方向逐渐降低并趋于稳定.在两种材料的交界面处发现残余应力不连续现象.焊接接头微观组织主要由奥氏体和铁素体组成,复层熔合线附近的铁素体以板条状和针状形成带状过渡区,而熔合线附近的奥氏体晶粒成柱状形貌且尺寸更为微小.

变压吸附器疲劳裂纹扩展剩余寿命的研究

针对承受周期性疲劳载荷的一种压力容器——变压吸附器,对其疲劳裂纹扩展剩余寿命进行预测。基于断裂力学,求出裂纹初始深度和临界深度。利用ABAQUS中的扩展有限元功能确定变压吸附器裂纹萌生的位置,并得到裂纹深度a与应力强度因子幅ΔK的关系式,利用Pairs公式得到裂纹扩展寿命。结果表明:计算得到裂纹初始深度为0.9 mm,临界深度为12.9 mm。将ABAQUS仿真得到的裂纹深度和应力强度因子幅数据进行拟合,可得到两者的关系表达式。将该关系表达式及其它相关参数带入到Pairs公式,得到裂纹从初始深度扩展到临界破坏深度对应的设备剩余工作年限为1.3年。该评估结果为变压吸附器安全运行提供了理论上的支撑。

螺旋缠绕管式换热器的管板分析

螺旋缠绕管式换热器是一种新型高传热系数的换热器,其结构紧凑,可同时进行多种介质换热。具有管内操作压力高、传热管的热膨胀可自行补偿、换热效率高、集约化程度高、需要的换热器设备数量少等特点。管板是换热器里最重要的部件之一,管板同时承受到温度载荷跟机械载荷,情况非常复杂。国内外对管板的设计和分析提出了许许多多的切合实际的理论,但是其中又有一些不足^([1])。文章按照JB4732的规定,通过商用软件ANSYS Workbench对管板模型进行静力分析,分别找出三种工况中相对应的应力强度最大的部位,并进行应力校核,最终得出合格的结论,为管板设计及机器使用提供参考。