汽车底盘结构件焊缝承载评价方法研究

以汽车底盘结构件(后桥与副车架)为研究对象,对其焊缝承载评价方法进行了研究。选取后桥的悬架臂和衬套管为模拟件,采用热弹塑性有限元法对模拟件的焊接残余应力进行了预测,设计了模拟件的拉伸试验。将模拟件的焊接残余应力和拉伸载荷合成计算,得到模拟件的合成应力,计算结果与拉伸试验结果基本一致。利用ANSYS软件的批处理命令获得焊缝与母材交界面外围轮廓线上的合成应力,并取外围轮廓线上取最大应力值σmax=邀σx,σy,σz妖,在此基础上建立了焊缝破坏判据,并确定了评判焊缝承载性能的安全系数N及其范围。将此焊缝承载评价方法应用于后桥和副车架,并预测其焊缝危险位置,结果表明,此方法可以准确预测出后桥与副车架的焊缝危险位置。

核燃料筒体部件焊缝的承载性能研究

不锈钢电子束焊通常被认为是手工GTAW焊的最佳升级方案,然而在某些有剪切强度要求的焊接结构中,电子束焊缝较窄的特性可能会影响其承载性能。为保证堆芯产品焊接结构可靠性,首先对比分析了电子束(EB)焊和手工GTAW焊缝的几何尺寸和承载面积,发现EB焊缝的宽度仅为GTAW焊缝的53.5%,承载面积仅为GTAW焊缝的48.8%。然后通过理论计算和工况分析,得出筒体部件焊缝的最大承载力为134765 N,而EB焊缝和GTAW焊缝的理论承载力均远大于这一值。最后,通过实物试验验证,EB焊缝和GTAW焊缝的承载性能相当,且均大于筒体部件本身结构的承载能力。最终证明EB焊缝可满足正常工况及事故工况下产品承载性能的设计要求,为核燃料国产化研究的顺利推进提供了支持。

建筑钢结构熔透对接焊缝缺陷对焊缝抗拉承载力影响的研究

超声波探伤计算建筑钢结构熔透对接焊缝的缺陷率,对含有不同位置缺陷及缺陷率的焊缝进行拉力试验,用缺陷率-焊缝强度关系图分析焊缝抗拉承载力达到:母材强度,GB50017-2003一、二、三级熔透对接焊缝设计值,母材屈服强度标准值时,建筑钢结构熔透对接焊缝可允许存在的体积性缺陷率限值.研究结果表明:存在于熔透对接焊缝中部的缺陷,当缺陷率小于2.6%时,焊缝的抗拉强度大于母材的强度,当缺陷率小于8.0%时,焊缝的抗拉强度大于母材屈服强度标准值,当缺陷率小于25.5%时,焊缝的抗拉强度大于GB50017-2003一、二级熔透对接焊缝设计值,当缺陷率小于30.0%时,焊缝的抗拉强度大于GB50017-2003三级熔透对接焊缝设计值;存在于熔透对接焊缝根部的缺陷,当缺陷率小于11.0%时,焊缝的抗拉强度大于母材屈服强度标准值以及GB50017-2003一、二级熔透对接焊缝设计值,当缺陷率小于23.0%时,焊缝的抗拉强度大于GB50017-2003三级熔透对接焊缝设计值.

X形圆钢管相贯节点焊缝断裂预测及承载力分析

为了验证应力加权损伤模型(SWDM)对相贯节点在单调荷载作用下延性断裂预测的适用性,对正交设计的23个X形圆钢管相贯节点进行有限元分析。应用空穴扩张模型(VGM)和SWDM,得到了荷载和断裂点损伤度曲线,通过洛德角参数的变化,分析了断裂点的应力状态,对比了VGM和SWDM预测结果;运用ABAQUS子程序模拟了焊缝破坏过程,分析了节点几何参数对焊缝承载力的影响。结果表明:SWDM预测的断裂荷载要低于VGM,断裂点的应力状态是由轴对称拉伸或压缩状态向平面应变状态的趋势变化,通过引入洛德角参数,SWDM能准确地模拟节点在不同应力状态下的损伤累积,预测精度高于VGM,适用性更好;焊缝的开裂始于鞍点处,并迅速向冠点发展,导致节点破坏;节点支主管壁厚一定时,支主管外径比和主管径厚比越大,焊缝承载力越低;《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)中焊缝承载力计算公式未考虑焊缝受力不均匀的影响,计算结果会出现偏不安全的情况。

铝合金TIG焊非承载角焊缝十字接头疲劳强度的研究

对LF2 1铝合金非承载角焊缝TIG焊十字接头在应力比R =0及R =0 .5的条件下进行了疲劳试验。结果表明 :TIG焊铝合金焊接接头的疲劳强度与其它焊接方法获得的相同接头的疲劳强度相当 ,试图采用更高级别的S -N曲线进行设计时应持慎重态度 ;LF2

非承载角焊缝十字接头疲劳性能

文中基于结构应力方法对非承载角焊缝接头的疲劳性能进行了数值分析与试验研究。首先根据不同焊脚尺寸的十字接头焊趾截面结构应力,发现焊脚尺寸越大,接头疲劳性能反而越低,疲劳试验也证明了这一现象。同时,试验数据与BS 7608标准中F级S-N曲线的对比说明了疲劳评估时进行应力修正的必要性。然后,分别利用含装配间隙和熔深的有限元模型计算接头结构应力,证明两者对接头的疲劳性能影响很小。文中还通过与承载角焊缝接头的对比,证明细节特征对接头疲劳性能的影响程度与接头受力状态直接相关。在定义焊缝缺欠质量等级时,应考虑接头在结构中的受力状态,制定合理的控制参数,从而降低结构的制造成本。

核电站蒸汽发生器主承载焊缝的焊接及其质量控制

蒸汽发生器是核电站的核心设备之一,其主承载焊缝作为压力边界直接影响其运行安全和使用寿命。从主承载焊缝的范围入手,分析了其焊材、焊接工艺及坡口,论述了其焊接实施和焊接检验,对今后核电设备制造技术的发展有一定的借鉴意义。

超限设备空中承载焊缝不加固热处理施工技术

随着石化装置大型化、模块化、自动化的快速发展,超限设备空中组对工艺与整体吊装工艺相比既可以缓解现场平面布置的压力,又可以降低吊车的参数级别,但是,对于空中焊缝的热处理由于受加热温度、恒温时间、焊缝上部设备重量、风载等因素的影响,在焊缝处势必会产生高温应力引起筒体变形。我公司通过材料高温试验掌握的数据,在丙烯精馏塔空中热处理焊缝未加固的前提下,落实针对性的安全技术措施,保证了焊缝的热处理质量,有力的验证了本工艺的可行性,值得在同行业推广应用。

栓焊钢桥3种典型细节的疲劳损伤试验

为了研究搭接节点、不承载角焊缝节点、摩擦型高强螺栓连接节点这3种典型栓焊钢桥细节的疲劳损伤演化规律,采用MTS疲劳试验机和正弦波加载的方法研究了这3种细节的损伤程度与循环比之间的关系,共进行了4个单面盖板搭接节点、2个不承载角焊缝节点和2个摩擦型高强螺栓连接节点的疲劳试验,建立了这3种典型细节基于Chaboche疲劳损伤模型的损伤演化方程:单面盖板搭接节点细节:D=1-[1-(n/Nf)0.1970]0.1779;不承载角焊缝节点细节:D=1-[1-(n/Nf)0.01606]0.01858;摩擦型高强螺栓连接节点细节:D=1-[1-(n/Nf)0.01147]0.02153,可用于栓焊钢桥的疲劳寿命预测.

Q550D高强钢焊接节点疲劳强度试验研究

试验研究了国产Q550D高强度结构钢、焊缝的基本力学性能以及横向对接焊缝和非承载横向角焊缝连接件的疲劳性能。介绍了试件的加工方法、焊接工艺、疲劳试验及其数据处理方法,将疲劳试验结果与国内外钢结构设计规范以及他人的研究结果进行了分析对比。研究表明:Q550D高强钢母材及其焊缝具有优良的延伸率和低温冲击韧性,余高磨平的钢板对接焊缝和横向角焊缝连接件的疲劳强度都分别显著地高于国内外钢结构设计规范关于普通强度钢材相应焊接节点的疲劳强度,200万次疲劳强度分别提高了72%~125%和27%~68%。钢板对接焊缝的余高磨平可改善因焊缝的几何形状和缺陷引起的应力集中程度,比原状焊缝具有好的疲劳性能。无论余高磨平或未磨平的钢板对接焊缝,还是横向角焊缝连接件,它们都具有随高强钢屈服强度的增加而疲劳强度提高的趋势。分别提出了Q550高强钢钢余高磨平的钢板对接焊缝和横向角焊缝连接件的S-N曲线,可供抗疲劳设计参考。

应力应变、疲劳与脆断、断裂力学

应用弹塑性变曲理论提出了一种消除焊接对接接头角变形的面外拘束力和反变形的计算模型和计算方法,通过试验证明:(l)所给出的计算方法是有效的,为工程应用提供了参考。

输电线路杆塔焊缝的设计与应用

对输电线路角钢塔使用的不同形式焊缝提出了最小焊脚尺寸,满足焊缝主要承受拉力、受压承载力不小于焊件的受拉力、受压承载力,同时考虑了相关规范的构造要求,为输电线路工程设计提供参考。