盲孔法测试膨胀管残余应力研究

膨胀管在膨胀作业结束后,会残留分布不均的残余应力,残余应力将会影响膨胀管胀后抗外挤强度、抗腐蚀强度等关键性能。为此,采用盲孔法测试膨胀管外表面轴向残余应力与环向残余应力水平及变化情况,通过有限元法获得残余应力整体分布情况并加以验证。研究结果表明:膨胀管的胀后残余应力近外壁面2 mm内平均环向和轴向残余应力测试值分别为-352.5与-589.0 MPa,与有限元模拟值误差小于10%;环向残余应力的中性面在沿壁厚方向距内壁面约70%厚度处,轴向残余应力的中性面在沿壁厚方向距内壁面约64%厚度处;膨胀管胀后并经过多天存放,轴向残余应力降幅为18.7%,环向残余应力降幅为12.8%。所得结论可为膨胀管性能评价研究提供技术参考。

盲孔法测量焊接残余应力应变释放系数的有限元分析

为探讨简单易行的盲孔法测量焊接残余应力应变释放系数A、B的标定方法 ,根据盲孔法测量残余应力时应变释放系数A、B试验标定原理和强度理论 ,建立三维有限元模型 ,分别对盲孔法测量 92 1A钢焊接残余应力应变释放系数进行有限元标定和孔边应力集中有限元塑性修正 ,并由此得出应变释放系数随孔深与孔径比值的关系式和应变释放系数随形状改变比能参量S变化的塑性修正公式 ;将有限元标定结果与试验标定结果、通孔应变释放系数理论解进行比较 ,结果表明 ,有限元标定结果与试验结果、通孔应变释放系数理论值有较好的一致性 ,经塑性修正 ,计算结果与试验测量结果的偏差大大减小 ,建立适当有限元模型 ,用有限元法标定释放系数和进行孔边塑性变形修正是可行的。

盲孔法测定焊接残余应力应变释放系数的模糊数学分析

在分析一些引起盲孔法检测焊接残余应力测量误差的不确定因素的基础上,引入模糊数学方法对应变释放系数进行评价。在允许常规模型中的有关参数在一定范围内变动、用隶属函数表示其取值分布情况的前提下,建立应变释放系数的模糊数学模型。将应变释放系数评价模型中的有关参数考虑为正态分布模糊数,利用水平截集概念转化为普通集问题进行求解。以921A钢板焊接的残余应力测量为例,计算出不同置信水平的应变释放系数A和B的数值。结果表明,基于模糊集的应变释放系数评价模型能适当屏蔽一些不确定因素,更准确地反映实际情况。

高能炸药拉伸应力-应变曲线测定方法的研究

本文介绍了利用粘结拉伸法和球形夹具拉伸法测定JO-9159在不同的应变速率、不同温度及不同加载历程下的拉伸应力-应变曲线,同时给出TNT/RDX(40/60)在不同横梁速度及不同温度下的拉伸应力-应变曲线。根据塑性力学理论,对所测出的各条曲线的数据通过拟合处理,导出含有一定物理意义的数学模型。

盲孔法测量复合材料残余应力释放应变矩阵的有限元分析

对盲孔法测量正交各向异性复合材料残余应力释放应变矩阵进行有限元分析。以碳/环氧正交各向异性材料板为基础,对于不同孔深的盲孔进行有限元计算,得出与其相对应的释放应变矩阵,并分析孔深对释放应变矩阵的影响。为实际工程中残余应力的测试奠定了基础。

盲孔法测量HT300铸件残余应力的应变释放系数研究

在利用盲孔法测量铸件残余应力时,有几个比较重要的试验参数:铸件材料的弹性模量、泊松比,以及应变释放系数。选择HT300灰铸铁作为试验材料,首先对其物性参数(弹性模量和泊松比)进行准确测量。在此基础上,研究HT300材料应变释放系数随拉应力的变化趋势,以及贴片和钻孔偏差对试验结果的影响。结果表明:HT300材料应变释放系数随拉应力的增加而减小,贴片和钻孔偏差引起的试验误差随拉应力的增加而不断被放大。

钻孔法测定焊接残余应力时的塑性释放应变

用钻孔法测定焊接残余应力时，孔边塑性变形对测量精度有很大影响，本文对孔边屈服过程进行了研究，克服了以往在误差修正方法中的缺点，确定了塑性释放应变εｐ与主应力σｉ、σ２和主方向角β的函数关系，用以修正孔边塑性变形引起的测量误差，使得在二维应力状态下的测量误差降至２％以下。

四种典型球墨铸铁应变释放系数及其塑性修正研究

盲孔法是工程中测量残余应力最普遍的方法,其中材料的应变释放系数是该方法中的关键参数,目前国内外对球墨铸铁的应变释放系数研究相对较少。本文采用盲孔法对四种常用球墨铸铁QT450-10、QT550-6、QT600-3和QT700-4的应变释放系数进行了标定,得到应变释放系数与应力的关系曲线,发现低牌号的球墨铸铁由于铁素体含量多,对应力集中更为敏感,在标定试验中易产生局部的塑性变形。使用基于形状改变比能S的修正方法对四种球墨铸铁的应变释放系数进行修正,发现和其他均质金属材料不同,球墨铸铁应变释放系数与■之间存在良好的线性关系,因此提出了球墨铸铁应变释放系数关于■的修正公式,可直接应用于盲孔法测量球墨铸铁的残余应力。

钢轨循环滚动接触过程残余应力-应变的变化规律研究

钢轨残余应力包括钢轨生产残余应力和轮轨循环滚动接触所产生的残余应力,两种残余应力共同决定了在役钢轨的损伤形式。提出了一种引入钢轨生产残余应力的有限元方法,采用Chaboche循环塑性本构模型,在接触表面施加循环移动的Kalker三维非赫兹接触法向、切向力和横向分布力模拟车轮运动,建立了曲线通过钢轨循环滚动接触有限元模型,并对钢轨循环滚动接触过程中残余应力-应变的变化规律进行研究。结果表明:随循环滚动次数的增加,钢轨生产残余应力很快重新分布并逐渐趋于稳定,而残余切应变则呈现近似线性增加;钢轨纵向残余应力和残余等效塑性应变随曲线半径的增加在数值上均逐渐减小、随摩擦系数的增加而逐渐增大、随纵向蠕滑率的增加而先增大后减小。

船体板残余应力筛降后的平均应力—平均应变曲线

分析了船体中矩形板残余应力的筛降,得到了在受拉和受压情况下筛降水平的计算公式,并用有限元程序验证了公式的有效性.分析了残余应力筛降后板的平均应力-平均应变关系,采用两种方法分别得到了板的平均应力-平均应变关系的表达式,有限元法计算结果表明,方法2比方法1更合理.

钻孔偏心下的应变释放系数及残余应力

用钻孔应变释放法测残余应力的基本理论导出在任意钻孔偏心下应变释放系数[A],[B]的精确公式.揭示了各传统近似方法(丝栅中心应变法、纵向线积分平均应变法及有效面积上积分平均应变法)的应变释放系数随r_м/а的变化规律。并采用数值逼近法求解了钻孔偏心时的应变释放系数及残余应力.结果表明,偏心对残余应力影响很大。

残余应力应变释放系数的有限元分析

通过建立16Mn残余应力盲孔法有限元分析模型,模拟出孔边应力、应变的变化情况。揭示了残余应力引起的孔边应力、应变变化情况与应变释放系数A、B值之间的关系,并用孔边应力、应变的有限元运算结果计算出A、B值。通过应变计中点应变法、应变计中点应力法和平均应变法三种方法去标定和修正应变释放系数,通过对三种方法的比较表明,三种方法的计算结果与实验结果相符,且计算精度较高。证实了残余应力有限元模拟的准确性和A、B值标定和修正方法的多样性。

钻孔DMI应变计法测定点焊残余应力基础研究

针对目前测定点焊残余应力的方法在工程应用上的局限性,提出了将DMI应变计与钻孔法相结合的钻孔DMI应变计法。通过建立点焊件的力学模型,推导得到了钻孔DMI应变计法基本方程,并由数值标定的方法得到释放系数表。结合示例验证了该方程的正确性,同时也简述了测量的具体步骤。并采用有限元模拟的方法,从工件的最小边距、连接件尺寸、焊点直径与板厚比、钻孔深度4个方面分析了钻孔DMI应变计法的适用范围。

盲孔法中应变释放系数的有限元模拟标定

盲孔法测量焊接残余应力时,孔周围材料超过屈服状态,产生塑性变形而引入塑性附加应变,使得测量结果产生较大误差.根据应变释放系数A,B试验标定原理,对Q345R钢进行试验标定.以一定应力状态下形状改变比能系数S作为判据,对应变释放系数A,B进行修正,使得焊接等高残余应力的测量结果更为精确.基于强度理论,应用有限元软件,对Q345R钢的应变释放系数A,B进行三维有限元数值计算.结果表明,用有限元进行应变释放系数的塑性修正是可行的.

基于局部应力应变法估算高周疲劳寿命

以往用局部应力应变法计算结构高周疲劳寿命不好的主要原因是在损伤与寿命计算中没有考虑缺口应力梯度等因素的影响。文中利用疲劳缺口系数对应变 -寿命曲线的弹性分量进行修正 ,从而可以较好地反映缺口根部应力梯度等因素对疲劳寿命的影响 ,使得局部应力应变法不仅可适用于低周疲劳寿命分析 ,也可以用于高周疲劳寿命分析。文中给出的方法简单 ,精度较好 。

非圆形隧洞收敛-约束特征曲线的数值求解方法

利用应力释放法原理,在收敛-约束解析法基础上,提出了适合任意断面隧洞的收敛-约束特征曲线数值求解方法,通过与收敛-约束解析法对比验证该方法的有效性,并与常用的数值方法进行对比,最后对收敛-约束特征曲线数值求解方法的计算误差进行分析.研究结果表明:收敛-约束特征曲线数值求解方法适合非圆形隧洞,由于通过施加节点支撑反力实现应力释放,该方法同样适合应力状态复杂的隧洞;以滇中引水工程为例,将收敛-约束特征曲线数值求解方法与收敛-约束解析法的计算结果进行对比,验证了收敛-约束特征曲线数值求解方法的有效性;收敛-约束特征曲线数值求解方法计算结果存在一定的误差,其整体相对误差小于10%.收敛-约束特征曲线数值求解方法的适用性更加广泛,可为隧洞工程的初期支护优化设计及安全性评价提供参考,具有一定的工程应用价值.

基于大型炉体焊接残余应力测试的盲孔法研究

为提高炉体焊接残余应力测试精度,对传统的盲孔法进行改进,即在测点打孔后多次扩孔并增加孔深;通过对SM400ZL钢焊接残余应力测试时的应变释放系数A,B进行实验标定,得出多组应变释放系数值,计算可得残余应力的估算值,并对不同状况下的残余应力值进行比较．通过大拉力标定试验得出SM400ZL钢盲孔的孔边塑性变形对测量精度的影响和塑性修正公式．结果表明,改进的盲孔法能够更准确地测得焊接残余应力值,测量结果经塑性修正,最大误差减小到2%以下．测试方法和结果可直接在相关的工程实际中应用．

基于修正的局部应力应变法估算连接件疲劳寿命

飞机机体结构疲劳裂纹的萌生与扩展几乎都发生在紧固件连接处,预测结构连接件的疲劳寿命具有重要意义。为了准确计算连接件疲劳寿命,提出了一种修正的局部应力应变法,该方法首先采用应力严重系数法和修正Neuber法分析连接件高应力区的应力、应变,然后利用Manson-Coffin方程计算疲劳寿命,此外考虑到在中、高周疲劳里表面加工和尺寸因素的影响是不能忽略的,对应变-寿命曲线的弹性段作了修正以使其同时适用于高、低周疲劳寿命的估算。以搭接件为算例进行疲劳寿命计算,并使用MTS Landmark试验机对搭接件进行疲劳试验。结果表明,采用此方法估算的连接件疲劳寿命与试验结果相比误差小于16%,证明了此方法的有效性。

用应力—应变法研究饱和砂岩的黏弹性特征

应用Metravib热机械分析仪,选取适宜实验参数(固定静载为140N,正弦波动载荷为80N,且将总载荷控制在屈服点以下;温度为-30℃～150℃,升温速率为1.5℃/min;频率为1～1000Hz),对泵油饱和长石砂岩和彭山砂岩进行正弦波单轴循环加载,以研究饱和多孔岩石在弹性范围内的衰减、杨氏模量和弹性波波速随温度和频率的变化规律。实验结果表明,饱和多孔岩石的衰减峰峰位表现为随频率增高而向高温方向移动的热激活弛豫规律和Arrhenius关系。该实验与低频共振驻波实验取得了同样的热激活弛豫规律,说明热激活弛豫机制在饱和多孔岩石中具有一定的普适性。由分析实验数据还得知:杨氏模量和弹性波波速具有随频率增高而增大、随温度升高而下降的普遍规律;存在较强的频散效应,且频散效应具有随温度升高而减弱的趋势。

基于盲孔法的水下承压结构残余应力测试研究

对盲孔法测残余应力中的等轴三角应变花应变释放系数进行有限元标定和塑性修正,得到了塑性修正后的应变释放系数;采用盲孔法对高强度钢水下承压结构典型部位的焊接残余应力进行测量,根据测试得到各测点的释放应变值,结合修正后的应变释放系数计算得到了水下承压结构典型测点的残余应力值。结果表明,水下承压结构焊缝附近纵向残余应力可达0.5倍屈服极限,周向残余应力可达0.4倍屈服极限。