不锈钢板翅结构钎焊残余应力对蠕变的影响

利用有限元法,对微小尺寸的镍基钎焊不锈钢板翅结构进行600℃下的蠕变有限元分析,讨论钎焊残余应力对蠕变变形的影响。结果表明,由于镍基钎料BNi-2和不锈钢母材SS304力学性能的差异以及钎焊夹具的约束作用,钎焊后在接头处产生了较大的残余应力,对不锈钢板翅结构高温下的蠕变行为产生很大影响,在强度设计中不能忽略。初始应力和蠕变应变的分布规律具有一致性。隔板和翅片具有不同的应力应变分布特征,隔板侧的蠕变开裂的倾向比翅片大。钎角处蠕变应力和应变集中,易萌生蠕变裂纹。研究结果为不锈钢板翅结构钎焊接头的高温强度设计提供参考。

不锈钢板翅结构钎焊残余应力三维数值模拟

利用有限元软件ABAQUS,对错流不锈钢板翅结构钎焊残余应力进行三维数值模拟,对模拟整个钎焊过程的方法和只模拟冷却过程的简化方法进行了比较.结果表明:由于镍基钎料BNi-2和304不锈钢母材热膨胀系数的差异,在钎焊接头处产生了较大的残余应力.2种分析方法所得的残余应力结果相差不大,残余应力主要在冷却过程中产生.因此,对板翅结构真空钎焊残余应力进行数值模拟,可采用只模拟冷却过程的方法,节约分析时间和成本.

不锈钢板翅结构钎焊残余应力及其高温蠕变松弛行为三维有限元分析

利用有限元软件ABAQUS,对不锈钢板翅结构在钎焊过程中产生的残余应力及其高温下的蠕变松弛行为进行三维有限元分析,得到了残余应力的变化规律。结果表明,由于镍基钎料BNi2和不锈钢母材304力学性能的差异以及夹具的约束作用,钎焊后在接头处产生了较大的残余应力。在高温环境下,由于蠕变松弛,残余应力大幅度下降。在蠕变稳态阶段,钎缝处仍然存在一定的残余应力;钎角处蠕变应力和应变集中,易萌生裂纹,成为最薄弱环节。研究结果为板翅结构的高温强度设计提供参考。

不锈钢芯板钎焊残余应力的有限元分析

利用有限元软件ABAQUS,采用热弹塑性有限元分析法对不锈钢芯板钎焊残余应力的大小及分布规律进行研究,并分析了各应力分量对钎焊接头区域的影响,最后探讨了钎料厚度、芯管厚度等8种因素对钎焊残余应力的影响。结果显示,不锈钢芯板中的钎焊残余应力主要集中分布在钎焊接头区域,在钎缝处有着较大的应力梯度。在钎缝处的纵向残余拉应力数值较大,是影响钎焊接头可靠性的主要因素。钎料厚度、搭接宽度及钎料种类对钎焊残余应力的影响较大,芯管厚度、面板厚度、芯管直径、芯管间距和钎焊温度对钎焊残余应力的影响很小。

钎焊降温速率对板翅结构钎焊残余应力和等效热变形的影响规律

为了研究不同钎焊降温速率对板翅结构内部的钎焊残余应力和等效弹性热应变的影响规律.建立了板翅结构的三维热应力分析模型,采用热-结构耦合的方法,模拟分析了不同钎焊降温速率下,钎焊残余应力和等效弹性热应变的变化情况.研究结果表明:板翅结构内部的钎焊残余应力随着钎焊降温速率的减小而减小;不同钎焊降温速率下,板翅结构内部的钎焊残余应力之间的差值也不同,当钎焊降温速率小于某一值时,板翅结构内部的钎焊残余应力的大小将近似为定值;钎焊降温速率越小,板翅结构内部薄弱部位发生断裂的风险性就越小;钎焊降温速率对板翅结构的等效弹性热应变的影响较小.

基于钎焊残余应力的不锈钢芯板楼板性能研究

为研究考虑钎焊残余应力分布的不锈钢芯板楼板的受力性能,拟采用钻孔法和X射线衍射法对25个芯板单管试件进行钎焊残余应力测定,提出不锈钢芯板钎焊残余应力的建议简化分布模型。简化分布模型将初始缺陷引入到不锈钢芯板楼板三点弯曲试验的有限元模型中,对比考虑钎焊残余应力分布和无钎焊残余应力分布有限元模型的计算结果与芯板楼板试验结果来验证简化分布模型的可靠性,并对其有限元模型进行参数化分析。试验与研究结果表明:简化分布模型的拉应力峰值建议值为0.6σ_(0.2);考虑钎焊残余应力分布的有限元模型能够更准确地模拟芯板楼板受跨中集中荷载情况下的力学性能;考虑钎焊残余应力分布的有限元模型的计算剪切刚度更加准确。

不锈钢板翅结构蠕变的有限元分析

基于有限元软件ABAQUS,利用Norton蠕变本构关系及镍基钎料BNi-2和不锈钢母材SS304在600℃的蠕变参数,对不锈钢板翅结构进行蠕变有限元分析,预测其在高温环境下服役105h的应力、应变分布规律和危险位置．利用有限元分析获得了板翅结构在钎焊过程中产生的残余应力的分布规律,讨论了残余应力对蠕变变形的影响．结果表明,由于钎料和母材力学性能参数的不匹配以及钎焊夹具的约束作用,产生了较大的残余应力,对板翅结构的蠕变变形产生较大影响,故在板翅结构的高温强度设计中,残余应力不可忽略．钎角处蠕变应力和应变集中,易萌生裂纹,成为最薄弱的环节．

Residual stress and welding distortion of Al/steel butt joint by arc-assisted laser welding-brazing

The thermo-elastic.plastic finite element method(FEM)is used to simulate the thermo-mechanical behavior of Al/steel tungsten inert gas(TIG)arc-assisted laser welding-brazing(A-LWB)butt joint.The influence of material nonlinearity,geometrical nonlinearity and work hardening on the welding process is studied,and the differences in the welding temperature field,residual stress and welding distortion by A-LWB and by single laser welding-brazing(SLWB)are analyzed.The results show that the thermal cycle,residual stress distribution and welding distortion by the numerical simulation are in good agreement with the measured data by experiments,which verifies the effectiveness of FEM.Compared with the SLWB,A-LWB can make the high-temperature distribution zone of weld in width direction wider,decrease the transverse tensile stress in the weld and reduce the distribution range of longitudinal tensile stress.And the welding deformation also decreases to some extent.