采用热弹塑性有限元方法预测低碳钢钢管焊接变形

用有限元分析软件ABAQUS Code开发了用于模拟焊接温度场、焊接残余应力和焊接变形的热弹塑性有限元计算方法。通过建立三维有限元模型,预测了低碳钢钢管多层焊接时的温度场和焊接变形,并通过试验验证了所提出计算方法的精度和有效性。结果表明,在多层焊接条件下,采用有限元方法计算得到的焊接变形与试验结果十分吻合。

薄壁低碳钢管焊接变形的数值模拟

基于泛用软件ABAQUS,开发了适用于模拟熔化焊产生的温度场、应力场和应变场的热弹塑性非线性有限元计算方法.通过建立三维有限元模型和采用双椭球高斯体积移动热源,对低碳钢薄壁钢管的焊接温度场和焊接变形进行了数值模拟.同时还采用焊接机器人实际进行了低碳钢薄壁钢管的焊接,并实测了钢管的焊接变形.结果表明,数值模拟得到的变形和试验测量值十分吻合,验证了所开发数值计算方法的有效性.

相变塑性对低温相变钢焊接接头残余应力计算精度的影响

基于JWRIAN焊接数值模拟软件,开发了考虑固态相变的热—冶金—力学耦合的数值计算方法来模拟低温相变钢的焊接残余应力.重点讨论了固态相变中的体积变化、屈服强度变化和相变塑性对焊接残余应力的影响.结果表明,相变引起的体积变化和屈服强度变化对最终的焊接残余应力分布和大小有显著影响,相变塑性与前两者相比较影响相对较小,但它对焊缝和热影响区在相变过程中的应力变化趋势有一定的减缓作用,从而适度"松弛"了残余应力.

焊接顺序对厚板焊接残余应力分布的影响

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.

灰铸铁同质焊缝裂纹性质的研究

采用微机控制的平板刚性拘束裂纹(PRRC)试验装置,测定了不同拘束度下灰铸铁同质焊缝的拘束应力和焊缝冷却温度,对灰铸铁焊缝的裂纹产生温度、裂纹产生时间及焊缝断裂时的应力进行了定量评定,并研究了它们与拘束度之间的关系.对灰铸铁同质焊缝裂纹性质进行了探讨,对实际铸件补焊提供了理论指导.

灰口铸铁焊缝断口分析

通过灰口铸铁同质电弧冷焊焊缝断口宏观与显微分析，对灰口铸铁焊缝裂纹的形成及扩展机理进行了探讨。结果表明：灰口铸铁焊缝冷裂纹开裂主要以准解理断裂方式进行。

水泥基渗透结晶型防水涂料配方参数变化对抗渗性能的影响

对水泥基渗透结晶型防水涂料的组成,防水作用机理和调整其组分配方参数对其抗渗性能的影响进行了综述。研究了灰砂比、活性化学络合剂掺量变化对水泥基渗透结晶型防水涂料一次抗渗压力、二次抗渗压力的影响。

JS防水涂料配方参数变化对涂膜性能的影响

对JS防水涂料的组成、防水原理和调整配方参数对其涂膜性能的影响进行了综述,探讨了聚合物、水泥、石粉、砂子及其它助剂对涂料涂膜性能的影响。

彩色柔韧性K11防水涂料性能研究及应用

对彩色柔韧性K11防水涂料的防水作用机理、成分构成和物理性能进行剖析研究,认为经聚合物恰当改性的彩色柔韧性K11防水涂料兼有了有机材料和无机材料的优点,弥补了这两种材料的弱点。既具有有机材料弹性高、伸长率大的优点,又具有无机材料耐久性、耐水性好的特点。而且由于彩色效果,有效减少施工人员因漏涂引起的防水失败。彩色柔韧性K11防水涂料与砂浆基体的亲和性良好,非常适用于外墙防水、厨卫防水、地下室内水池防水、屋面天沟、女儿墙防水以及坡瓦屋面的防水。

JS防水涂料配方参数变化对涂膜性能的影响

对JS防水涂料的组成,防水原理和调整配方参数对其涂膜性能的影响进行了综述,探讨了聚合物、水泥、石粉、砂子及其他助剂变化对涂料涂膜性能的影响。

JS防水涂料配方参数变化对涂膜性能的影响

对影响JS防水涂料性能的主要配方参数进行了研究,揭示了JS涂料中聚合物、水泥、填料、粉料及其他助剂用量变化对涂膜性能的影响趋势。

无尘技术在水泥基瓷砖胶粘剂的应用研究

对无尘水泥基瓷砖胶粘剂(无尘瓷砖胶)的成分组成进行剖析,认为水泥基瓷砖胶粘剂里面有大量水泥、砂子及常用添加剂颗粒,该颗粒会导致粉尘散发。本研究在于开发一种无尘水泥基瓷砖胶粘剂的流体添加剂,该流体添加剂由至少一种非极性含烃有机物质构成并且具有聚集水泥基瓷砖胶粘剂细颗粒的能力,可以减少粉尘的散发,但不会影响其较好的粘结力。在水泥基瓷砖胶粘剂生产混合以及工地搅拌使用过程中实现无粉尘散发的技术。

彩色柔韧性K11防水涂料性能研究及应用

对彩色柔韧性K11防水涂料的防水作用机理、成分构成和物理性能进行剖析研究,认为经聚合物恰当改性的彩色柔韧性K11防水涂料兼有有机材料和无机材料的优点,弥补了这两种材料的弱点。既具有有机材料弹性高、伸长率大的优点,又具有无机材料耐久性、耐水性好的特点。而且由于彩色效果,可有效减少施工人员因漏涂引起的防水失败。彩色柔韧性K11防水涂料与砂浆基体的亲和性良好,非常适用于外墙、厨卫、地下室内水池、屋面天沟、女儿墙以及坡瓦屋面的防水。

坡口形式对Q345/SUS304异种钢对接接头残余应力和变形的影响

近年来,异种钢焊接接头在工业应用上越来越广泛。在焊接中、厚板的异种钢接头时,为了获得全焊透接头通常需要在工件上准备坡口。由于坡口处需要填充焊缝金属,因此不同的坡口要采用不同的热输入和焊道布置。理论上而言,不同热输入和焊道布置对焊接残余应力与变形会有影响。采用数值模拟与试验手段相结合的方法研究坡口形式对Q345与SUS304异材对接接头的残余应力与变形的影响。以有限元软件ABAQUS为平台,开发热-弹-塑性有限元数值计算方法来模拟板厚为10 mm的V形和X形坡口Q345/SUS304异种钢平板多道焊对接接头的温度场、应力场和焊接变形。采用盲孔法测量V形坡口接头表面的焊接残余应力;分别采用游标卡尺和三坐标仪测量V形和X形坡口接头的横向收缩和角变形。通过比较可知,不论是焊接残余应力还是焊接变形,计算结果与试验结果都吻合较好,验证了计算方法的有效性。研究结果表明,在Q345母材与焊缝交界处的应力分布均出现不连续的现象,而且接头中SUS304侧的高拉伸残余应力区域明显宽于Q345侧。数值结果表明,坡口形式对纵向残余应力的峰值影响较小,而对横向残余应力的峰值有一定影响。试验和数值模拟结果显示V形坡口接头的横向收缩和角变形明显大于X形坡口接头的值。

热变形的固有应变预测法及实例

阐述了以固有应变为基础的弹性板单元有限元残余变形预测法。通过金属结构的焊接变形的预测和船板的线状加热弯曲成形变形计算的实例,验证了固有应变为基础的弹性板单元有限元残余变形预测法在热加工过程中应用的可行性。

6061-T651铝合金薄板接头的焊接变形

基于有限元软件ABAQUS,开发可同时考虑材料非线性、几何非线性和移动热源的热-弹-塑性有限元计算方法来模拟焊接过程中的热-力学耦合行为。以3 mm厚的6061-T651铝合金薄板TIG焊单道重熔和MIG对接接头为例,模拟分析焊接过程中的温度场、残余应力和焊接变形。同时,采用实验方法测量两种焊接接头的横向收缩和面外变形。结果表明:数值计算所得到的横向收缩、角变形与实验测量结果十分吻合,验证所开发的有限元计算方法的有效性。此外,基于数值模拟结果和实验结果验证了铝合金薄板焊接接头面外变形的形成机理。

坡口形式对SUS304奥氏体不锈钢对接接头残余应力和变形的影响

以ABAQUS软件为平台,开发了热-弹-塑性有限元计算方法用于模拟V形、K形和X形坡口SUS304奥氏体不锈钢多层多道焊对接接头的温度场、残余应力和焊接变形.同时,采用试验的方法测量了接头的残余应力和角变形.计算得到的焊接残余应力和角变形与实测结果吻合良好,验证了计算方法的妥当性.结果表明,坡口形式对接头的残余应力和角变形有显著的影响:V形坡口的高拉伸残余应力区和角变形均明显大于K形坡口和X形坡口,而K形坡口则略大于X形坡口;坡口形式对纵向残余应力的峰值影响较小.

采用固有应变法预测超薄板的焊接变形

文中以汽车制造中常用的1 mm厚的薄板为分析对象,采用热-弹-塑性有限元分析了焊缝长度对固有变形分布特征的影响,通过比较热-弹-塑性有限元法及固有应变法预测的变形结果,定量分析了焊缝长度对固有应变法预测超薄板焊接变形时计算精度的影响.结果表明,当焊缝长度达到一定临界长度时,固有应变法可适用于板厚为1 mm左右超薄板焊接接头的焊接变形预测.

V形坡口和K形坡口Q345/SUS304异种钢对接接头残余应力和变形

以ABAQUS软件为平台,开发热-弹-塑性有限元方法模拟了V形坡口和K形坡口Q345/SUS304异种钢多层焊对接接头的温度场、残余应力和焊接变形.同时采用试验的方法测量了接头的残余应力和角变形.计算结果与试验测量结果吻合良好,验证了计算方法的妥当性.结果表明,不同坡口Q345/SUS304异种钢接头的Q345母材与焊缝交界处的应力分布均出现不连续性,且SUS304侧的高拉伸残余应力区明显宽于Q345侧;K形坡口开口朝向Q345侧相较于开口朝向SUS304侧的接头,Q345/焊缝交界处附近的峰值应力和高拉伸残余应力区均明显较小.试验和数值结果表明,坡口形式对接头的角变形有明显的影响.

低碳钢薄板单道堆焊焊接变形的数值模拟

基于ABAQUS有限元分析软件,开发了考虑移动热源、材料非线性和几何非线性的热—弹—塑性有限元计算方法.利用所开发的数值方法对薄板单道堆焊时的焊接残余应力和变形进行了模拟.同时采用试验方法测量了薄板接头的焊接变形和残余应力.通过对比数值模拟结果和试验结果,验证了所开发方法的有效性.在同时考虑几何非线性与材料非线性的情况下,有限元计算得到的焊接变形结果与实测值一致;计算得到的焊接残余应力也与实测值比较吻合.此外利用数值模拟方法详细研究了薄板焊接变形的特点和残余应力的分布特征.