挖斗支耳焊接残余应力与变形的有限元分析

针对挖掘机挖斗支耳的焊接问题,基于MSC.Marc软件平台,对支耳关键焊缝的焊接温度场及残余应力场进行了模拟计算,分析了不同焊接顺序对残余应力和变形的影响。结果表明:焊缝区域残余应力较大,支耳关键焊缝上的纵向残余应力峰值均位于焊缝的弧段。底板焊缝对支耳焊缝残余应力的影响较小,为简化模型同时减少计算量可忽略底板焊缝的影响;支耳关键焊缝的焊接顺序对焊接残余应力和变形均有显著影响。通过比较分析焊接残余应力和变形,得到了最优的焊接顺序。

X60钢管道环焊缝含气孔缺陷应力有限元分析

受焊接工艺和外界影响,气孔缺陷在管道焊接过程中很难避免,对其尺寸控制至关重要。基于有限元分析方法,采用ABAQUS软件,建立了含气孔缺陷管X60钢道环焊缝的非线性有限元模型。探讨了气孔大小及其沿管壁径向不同位置以及焊缝余高等对管道环焊缝应力的影响。结果表明:气孔缺陷周边应力变化明显,且不同载荷条件下应力峰值位置不同,分别在管道设计压力和极端压缩载荷条件下,应力峰值位于气孔在管道轴向上的边缘;在极端拉伸载荷条件下,应力峰值转移到气孔在管道径向上的边缘。随着孔径增加,管道环焊缝的最大等效应力明显增大;且气孔越靠近管壁内外表面,管道环焊缝的最大等效应力越大。

含凹坑缺陷管道环焊缝应力有限元分析

基于有限元方法,采用ABAQUS有限元仿真模拟软件,参考实际管道环焊缝的坡口形状和热影响区材料的软化现象,建立了含凹坑缺陷管道环焊缝非线性有限元分析模型,对不同载荷作用下的含凹坑缺陷管道环焊缝进行应力分析,探讨了凹坑尺寸、焊缝余高以及热影响区材料属性等因素对应力分布的影响规律。结果表明:凹坑周边发生明显的应力集中,凹坑深度对管道极限承载力影响显著,随着凹坑深度的增加,腐蚀管道的最大等效应力显著增大,且峰值应力集中在焊缝区;腐蚀管道在极端拉伸载荷作用时,焊缝余高内凹坑缺陷的最大等效应力集中在热影响区;凹坑深度大于余高时,最大等效应力位于焊缝中心的凹坑边缘。

基于ANSYS Workbench的挖斗不同载荷工况有限元分析

针对挖掘机工作时挖斗在典型工况下的受力问题,基于ANSYS Workbench软件对挖斗斗齿不同载荷工况下的应力与变形进行了有限元模拟。结果表明:与齿端受力相比,上、下齿面受力且载荷偏置时更易导致挖斗产生大的应力与变形;相同外载荷下挖斗下齿面对外载荷更为敏感,且挖斗最大应力与变形多位于边齿;随着外力增大,挖斗应力与变形呈近线性增大趋势,且偏载时增长速率更为明显;斗齿下齿面受力且载荷偏置易导致挖斗边齿早期损坏与失效。

边界约束对挖斗支耳焊接残余应力及变形的影响研究

基于热弹塑性有限元方法,应用MSC.Marc仿真软件对某型号挖掘机挖斗支耳关键焊缝的焊接过程进行了模拟计算,分析了不同约束方式及底板约束面积对焊接残余应力及变形的影响。结果表明:支耳中间弓形板及焊缝区域残余应力较大,改变约束对应力大小有明显影响;侧边约束有助于减小支耳变形,但会增大焊接残余应力;底板约束面积对焊接残余应力和变形均有显著影响。通过比较分析,为实际约束方案的制定和优化提供了理论依据。