考虑纵肋−横隔板焊缝模拟的正交异性钢桥面板疲劳性能研究

为研究纵肋−横隔板(rib-to-floorbeam,RF)焊缝模拟与否及焊缝模拟数量对正交异性钢桥面板各疲劳敏感细节应力响应的影响,分别建立无RF焊缝及不同数量RF焊缝的正交异性钢桥面板有限元模型,计算轮载作用下各构造细节的应力响应。为提高计算速度与精度,RF焊缝采用体单元模拟,桥面板其他构件采用壳单元模拟,通过约束方程实现体-壳耦合。研究结果表明:模拟RF焊缝时,RF横隔板侧和纵肋侧构造细节的应力幅分别增大66%和54%,其对应的计算疲劳寿命更接近实桥出现裂纹的时间;模拟RF焊缝对弧形切口和RD构造细节应力响应几乎无影响。模拟不同数量RF焊缝对各构造细节应力响应无明显差别;相比于不模拟焊缝的情况,模拟焊缝可以清楚地显示RF焊缝沿高度方向上的应力分布,纵肋和横隔板的连接部位应力过渡更加平滑。

基于焊缝模拟的圆钢管K型、T型节点承载力分析

通过焊材材性试验得到焊材本构模型,分别建立不考虑焊缝模拟、焊缝采用壳单元模拟、焊缝采用实体单元模拟的圆钢管K型及T型节点有限元分析模型,进行节点的有限元分析,并与已有文献试验结果进行对比分析。结果表明：采用实体单元模拟焊缝,节点破坏模式和承载力更接近试验结果,均是支管局部破坏和主管管壁破坏。将焊材和母材材性区别考虑进行焊缝模拟得到的节点承载力值更接近试验值。同时,区别焊材与母材材性建立的有限元模型分析表明：K型搭接节点隐藏焊缝焊接以及隐藏焊缝不焊接时贯通支管受拉将影响节点破坏模式。采用上述分析得到的最优有限元分析模型进行K型搭接节点参数分析,并拟合得出考虑节点参数影响的4类搭接节点承载力计算式,通过试验值校验后发现吻合程度良好。

基于铜套线圈加热器的管道热丝TIG焊模拟技术研究

利用铜套线圈加热器、温控器等元件对自动TIG焊设备进行热丝改造;通过表面熔敷堆焊试验研究了热丝温度、温控器加热温度及热丝速度之间的关系,并建立了热丝速度与温控器加热温度之间的一元化温控模型;通过数值模拟技术及热丝TIG管道坡口对接试验,研究了冷丝TIG打底+热丝TIG填充、盖面组合焊中温度场、应力场的分布及焊缝的力学性能。结果表明,应用铜套线圈加热器装置及一元化温控模型可快捷、高效地通过调节送丝速度实现热丝的恒温控制,操作方便;采用冷丝打底+热丝填充、盖面组合焊方法,焊接接头的力学性能优良,满足使用要求。

UNS N04400管道全位置脉冲TIG焊数值模拟及工艺研究

为了避免焊接重复性试验,快速解决N04400管道全位置自动焊的难点问题,利用有限元软件建模,借助焊缝的热传导模拟技术获得全位置焊过程中熔池的流场分布,并结合不同区间熔池的受力分析,制订合理、准确的焊接工艺参数,确保熔池的稳态平衡,从而实现N04400管道的全位置自动化焊接。试验结果表明,通过全位置脉冲TIG数字化焊接工艺及有限元模拟技术,不仅实现了单相固溶体Ni-Cu合金全位置焊缝的稳态成形,并且细化了晶粒,提高了焊缝的耐腐蚀性能,同时,减少了焊接试验工作量,省时省力,值得推广与应用。

虚拟焊接仿真系统研究进展

虚拟焊接仿真系统允许焊接操作者在进行实际焊接之前,利用仿真系统充分对焊接动作进行单独或多种组合训练,可以极大提高操作者的业务水平。本文介绍虚拟焊接系统中主要的功能模块,对虚拟焊接仿真系统进行分类划分,分析并总结各种焊缝形状视觉模拟技术的优缺点,最后指出虚拟焊接仿真系统未来的研究方向。

大型铝合金框架类零件焊接变形防止办法及矫正方法工艺研究

2A12铝合金是高强度铝铜合金,普遍用于飞机构架及框架类高强度零件制造,其抗拉强度485MPa,由于该铝合金强度高、热膨胀系数大,在焊接过程中极易产生热裂纹及挠曲变形、扭曲变形,增加了零件矫正难度及焊接难度。文章通过在实践中利用预设反变形余量+刚性固定法减小焊接变形,再利用焊缝模拟仿真电弧增材矫正法解决零件焊接变形,通过两种方法有机结合,有效解决了大型铝合金框架焊接变形难题。

爆炸试样的塑性变形试验分析及其在测厚中的应用

进行了无裂纹源焊道板材和模拟焊缝试样的爆炸试验。对这两种爆炸试样进行的塑性变形测量和分析结果表明：板材试样爆炸后在中心区产生均匀的双向应变场，爆接试样爆炸后产生非均匀双向应变场。据此，提出了爆炸试验测试中等效测厚点的建议。

轴向荷载作用下K型管节点应力集中系数研究

热点应力法是目前国内外学者研究焊接管节点疲劳寿命的主要方法,而应力集中系数是计算热点应力的主要参数。该文提出了焊缝模拟方法,建立了空心K节点及主管填充混凝土K节点的数值模型,研究了轴向平衡荷载作用下空心及填心K型管节点应力集中系数分布的规律,并与试验结果进行了比较,证明该文提出的数值模拟方法简单可靠,精确性好,可为管节点有限元分析提供借鉴;主管填充混凝土管节点的应力集中系数最大值减小为空心管节点的1/3,说明管内填充混凝土能有效提高管节点的疲劳寿命。