焊接孔长度对钢框架梁-柱刚性节点性能的影响

对焊接孔长度扩大的钢框架梁-柱刚性节点进行了空间非线性有限元分析.分析结果表明,焊接孔长度的扩大显著地降低了梁-柱连接面处的对接焊缝和焊接孔切角端开裂以及翼缘脆性破坏的可能性,但过长的焊接孔也会导致梁侧向稳定的丧失.

梁端加强型长焊接孔节点滞回性能有限元分析

为了研究梁端加强型长焊接孔节点的滞回性能,对7个不同细部构造的节点用ABAQUS软件进行有限元模拟分析。首先,对长焊接孔节点在循环荷载作用下的受力性能进行有限元模拟并与试验对比验证;然后,对长焊接孔节点进行扩翼加强并对该新型节点进行循环荷载作用下的有限元变参数分析,研究焊接孔长度的变化对该节点滞回性能的影响,最后对发现的问题进一步改进。研究结果表明:扩翼式长焊接孔节点的滞回曲线呈饱满的梭形,随着焊接孔长度的增大,焊接孔末端的应力逐渐增大,但梁端的应力也增大且基本大于焊接孔末端的应力,说明扩翼式长焊接孔节点并不能明显改善节点的受力状态;对长焊接孔节点进行梁端盖板加强后,应力水平明显降低,且焊接孔末端的应力水平始终高于梁端焊缝处的应力,说明盖板型长焊接孔节点可以有效地保护节点焊缝。

具有不同焊接孔的梁柱焊接节点非线性分析

为了研究不同的焊接孔对节点延性的影响,对具有不同焊接孔的梁柱焊接节点进行了循环荷载作用下的非线性分析。通过改变焊接孔的外形和尺寸来获得不同的有限元模型,节点的延性以焊接孔与梁翼缘相接处的几个力学参数来衡量。分析结果表明,采用中国建筑抗震规范推荐的焊接孔在焊接孔根部产生相对较大的累积塑性应变,而美国FEMA推荐的焊接孔在根部具有较高的三轴比,文献资料中的试验数据证明了结论的正确性。

焊接孔对波纹钢腹板梁力学性能的影响

通过对设置焊接孔的Q345c高强钢波纹钢腹板梁进行疲劳试验、静力试验和3维有限元分析,主要目的是研究焊接孔对高强波纹钢腹板梁力学性能的影响,并且通过有限元模拟对设置有焊接孔的波纹钢腹板梁进行几何参数分析。试验梁通过岛津4890疲劳试验机采用3点弯曲加载方案,在加载至60×104次疲劳循环后,梁跨中部右侧的焊接孔处出现微裂纹,继续加载至128.84×104循环周次,最终在前期未发现裂缝的焊接孔处发生断裂破坏。通过试验现象和有限元分析表明:焊接孔对波形钢腹板钢梁的应力集中影响较大;波纹钢腹板梁几何尺寸的变化使焊接孔处波纹钢腹板梁的力学性能的改变有明显的影响。

扩大圆弧形焊接孔对工字形柱弱轴连接节点抗震性能的影响分析

为了研究扩大圆弧形焊接孔对工字形柱弱轴连接节点的抗震性能,建立了1个标准扩大圆弧形焊接孔节点和5个焊接孔长度不同的扩大圆弧形焊接孔节点模型,应用有限元软件ABAQUS对这些节点进行了循环荷载作用下的力学性能分析,研究了节点的破坏形态、梁翼缘焊缝的应力分布、滞回性能、延性性能和耗能能力。研究结果表明,扩大圆弧形焊接孔节点能有效地降低梁翼缘焊缝处的应力水平,焊接孔长度在65～75 mm时,焊缝应力至少降低25.28%,焊接孔区段梁翼缘发生屈曲而形成塑性铰,而且延性系数均大于3.0,从而满足了"强节点弱构件"的抗震设计要求。

某商用车后桥焊接孔漏气分析与改进

本文以某商用车后桥组合式桥壳为研究对象,运用鱼刺图法分析桥壳与套管总成的焊接孔漏气产生的原因,通过改善焊接参数及焊接保护气体,并加以试验验证,漏气问题得到有效解决,对产品改进和制造有着重要的指导意义。

改进扩大型焊接孔梁柱节点子结构动态抗倒塌性能研究

对试验中采用改进扩大型焊接孔的2个钢结构全焊接梁柱节点分别施加静力荷载和落锤冲击作用,以模拟得到子结构的静、动态倒塌响应,考察静态和动态两种不同加载方式对此类梁柱节点抗倒塌性能的影响。通过试验获得节点的破坏模式及其冲击作用和位移时程曲线等,分析冲击过程中静、动态响应规律以及节点转动能力。试验结果表明:改进扩大型焊接孔构造的节点,其主要破坏形态是钢梁上翼缘屈曲,下翼缘纵向塑性拉伸大变形以及沿焊接孔边缘的开裂等。另外,改进后的焊接孔构造对节点转动性能的影响显著; 2个节点均具有良好的转动性能,其最大转角远超过FEMA 351标准抗倒塌设计的转角限值(θ=0.064 rad)要求。对比以往研究成果,给出了冲击作用下刚性节点的归一化冲击能与转角拟合公式。采用ABAQUS软件建立了扩大型焊接孔构造节点的有限元分析模型,通过不同加载时刻子结构内力分布情况可知,冲击加载初期的局部响应对节点子结构的整体响应影响可忽略,表明采用落锤冲击加载方法研究结构抗倒塌具有可行性;通过分析节点在冲击作用下内力发展规律可知,改进扩大型焊接孔构造节点良好的转动性能有利于悬链线的形成。

电站锅炉过热器系统典型部件焊接工艺

电站锅炉过热器联箱、主蒸汽管道弯头是典型热力部件,在长期运行过程中产生联箱手孔焊缝失效、管道弯头性能劣化等缺陷,影响机组安全运行。机组检修期间需进行水压试验、金属检验,有问题早发现、早处理;12Cr1MoVG厚壁联箱手孔密封焊缝失效后,需重新安装联箱手孔,按照联箱筒体厚度合理选择焊接工艺、热处理参数,可有效保证检修质量;P91主蒸汽管道弯头硬度异常后,宜结合检修更换弯头,采用手工钨极氩弧焊打底和焊条电弧焊盖面方法,氩弧焊打底层预热温度为150~200℃,焊条电弧焊填充层、盖面层预热温度控制在200~250℃,焊后焊缝组织完全转变为马氏体后进行热处理,热处理时升降温速率≤150℃/h,电加热至(750±10)℃,恒温4 h,可取得预期效果。

不同焊接孔形式梁柱节点的抗震性能分析

梁柱节点局部构造对钢框架结构抗震性能影响显著,为了全面地对比分析不同焊接孔形式及尺寸对焊接节点抗震性能的影响,采用通用有限元软件ANSYS建立节点的非线性有限元模型。通过建立的5种不同焊接孔形式及尺寸的梁柱节点模型,与标准焊接孔节点模型对承载力、滞回性能和塑性损伤指数进行分析对比,探讨焊接孔形式及尺寸对节点抗震性能的影响。分析结果表明:焊接孔的形式及尺寸对节点滞回性能有较大影响,焊接孔的局部形式会造成节点不同的累计损伤效果。结论对于工程应用有重要的参考意义。

激光焊接瞬态小孔与运动熔池行为模拟

提出了一种三维瞬态小孔与瞬态熔池相结合的激光小孔焊接耦合数学模型.该模型综合考虑了多重反射菲尼尔吸收、小孔界面上的间断边界条件、金属蒸气/等离子体的辐射传热、Marangoni力、固-液相间的摩擦力、浮力、粘性力、蒸发潜热、熔化/凝固潜热,以及热传导、对流、辐射等多种因素对激光小孔焊接过程的耦合作用.采用水平集方法和快速扫描方法对小孔演化方程进行求解,得到了三维瞬态小孔形貌;并采用SOLA方法求解了瞬态熔池的三维传热和流动过程.结果表明,该模型能够较好地模拟激光小孔焊接中瞬态小孔和熔池的动态演化行为.

激光深熔焊接任意形状小孔的能量密度计算

为了准确计算激光深熔焊接瞬态小孔演化过程中小孔壁面所吸收的激光能量,提出了一种基于Level set方法和有限差分模型的光线追踪新方法。该方法同时合理考虑了小孔对激光能量的多重反射吸收以及等离子体对激光的逆韧吸收。结果表明,所提出的光线追踪方法可以用来准确计算任意复杂形状小孔壁面的能量密度。

一种新型等离子小孔焊接熔透闭环控制系统

建立了以电流和等离子气流为控制变量的等离子小孔焊接熔透闭环控制系统,采用小波方法从焊接电弧电压信号中实时、准确地提取熔池穿孔信息,通过对2个参量的协调控制,成功地实现了“一脉一孔”的焊接工艺。实验表明,该系统不仅显著地提高了电弧穿透力,能够有效地对10mm厚不锈钢进行小孔型焊接,而且具有良好的快速响应性能,成功克服了3～6mm厚度渐变及阶跃变化带来的扰动,实现连续、稳定、可靠的较厚板穿孔焊接。

扇形焊接开孔于钢骨梁柱接头耐震行为之影响

扇形焊接开孔为进行梁翼板全渗透开槽焊接时所需之工作孔。然而,实尺寸梁柱接头试验证实,传统梁腹板锁螺栓及梁翼板全渗透焊接之钢构造梁柱接头,常于扇形开孔处发生突然性之脆性破坏。本研究采用非线性有限元素分析方法,探讨扇形焊接开孔于钢骨梁柱接头耐震行为上之影响,包括扇形开孔几何形状对接头区力学行为之影响。分析结果显示,平顺接至梁翼板之扇形开孔能将最大塑性应变之发生位置移离扇形开孔根部,减少因几何形状不连续所造成之应力集中现象,降低局部区域之韧性需求;无扇形开孔之梁柱接头可避免有扇形开孔之缺陷,大幅的改善梁柱接头之韧性行为。

一种准小孔弧焊接模型的自适应控制

本文针对一种非线性的准小孔弧焊接模型,介绍了一种自适应控制算法。给出了这种算法的具体推导过程。仿真结果验证了算法的有效性。

翻转内衬修复后管道的焊接开孔

本文介绍了针对运用非开挖高压翻转内衬技术修复后管道所进行的焊接开孔试验及应注意的技术要点,为翻转内衬技术修复后的管道接切线进行了有益的探索,其经验可供借鉴。

内孔焊接在低压反应水冷凝器制造中的应用

本文概述了内孔焊技术的特点及其应甩,着重介绍了内孔焊接工艺参数的选择。以低压反应水冷凝器管子管板内孔焊为例,叙述了不锈钢管子与管板内孔焊接的工艺试验和产品焊接。

锅炉用焊接钢管焊接开孔及检验技术问题探讨

随着焊接钢管技术质量的提高,越来越多地用到锅炉行业,2012年版的《锅炉安全技术监察规程》(TSG G0001-2012)也将Q235B焊接钢管纳入锅炉用钢管材料,但相关国家标准、行业标准及安全技术规范未明确对焊接钢管焊接开孔及相关检验技术的要求,本文依据有关标准和安全技术规范,结合工程应用实际,以安全为根本出发点,提出了焊接钢管焊接开孔及有关检验技术要点,可供相关设计、安装施工、检验检测等部门参考。

焊接工艺孔对梁柱节点滞回性能的影响研究

为了研究焊接工艺孔的细部尺寸对钢框架梁柱节点滞回性能的影响,运用有限元软件ABAQUS对10个不同焊缝通过孔细部尺寸的节点试件进行模拟分析。首先,根据已有梁柱节点循环加载试验对有限元建模方法进行有效性验证。然后,分别根据我国GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》和美国FEMA-350推荐的焊缝通过孔形式建立有限元模型,研究焊缝通过孔的细部尺寸对节点滞回性能的影响。研究结果表明:采用FEMA-350推荐的焊接工艺孔形式的梁柱节点的初始刚度与我国标准节点相近,但其承载能力较标准节点有所降低,梁下翼缘焊缝处的应力水平明显降低,可以减小焊缝脆断的风险;随着开孔的末端梁腹板距柱翼缘表面的距离a及开孔斜线段的水平长度b的增大,承载能力逐渐降低。综合考虑梁柱节点的滞回性能及梁下翼缘焊缝处应力分布,建议开孔的末端梁腹板距柱翼缘表面的距离a及开孔斜线的水平长度b分别取60 mm和30 mm。

SA-213T12换热管与SA-387Gr.11CL2管板内孔对接焊接工艺研究

近年来,换热管与管板对接连接的内孔焊接结构逐渐被应用到废热锅炉设计中。该结构焊接接头强度高、残余应力小、无缝隙腐蚀倾向,但是焊接难度较大。对SA-213T12换热管与SA-387Gr.11CL2管板内孔对接焊接结构进行了焊接试验研究,确定了合适的焊接工艺过程参数,最终采用钨极氩弧焊自熔打底后填丝两遍实现了该结构的焊接。从外观检查、宏观金相检测、焊缝尺寸测量、硬度测试及拉脱力试验等方面验证了所选焊接工艺的可行性。

高功率光纤激光深熔焊接小孔特征直接观测

为了进一步解决深熔焊接小孔难以进行观测的问题,本文通过"三明治"的方法,从而针对10k W光纤激光深熔焊接小孔进行了非常明显的观测,从而观察到在激光深熔焊接的小孔内部以及孔壁出现液体流动的现象。对于小孔前沿壁上面的液体流动的"台阶"以及伴随着流动物理学和蒸汽现象进行同步观察之后,进一步发现了金属微滴脱离小孔壁的整个过程以及产生蒸汽爆发的现象。