长水口热机械应力研究

长水口是实现钢水无氧化浇注的重要元件 ,在使用过程中常常因为热机械应力过大而损坏。运用有限单元法 ,模拟长水口在工作状态下的热应力场 ,研究了热冲击时间、预热温度以及材料的热导率对热应力的影响。计算结果表明 :热冲击时间的长短不影响应力峰值的大小 ;提高预热温度可以降低应力峰值 ;不同的热导率不会改变应力峰值的大小 ,只会改变应力的变化快慢。

连续油管钢带斜焊温度场及残余应力场数值模拟

采用有限单元法,模拟连续油管钢带斜焊及形变热处理过程中温度场和残余应力场的分布情况。结果表明:在焊接过程中焊缝附近温度梯度很大,远离焊缝的地方温度梯度渐渐趋于平缓;随着焊接热源的移动,温度中心也随之移动,最高温度可达母材的熔点,能量集中在很小的范围内,造成高度集中的瞬时热输入。焊后残余应力主要集中在焊缝附近,最大应力值为432 MPa;形变热处理之后残余应力集中分布在热处理区域的边界,最大应力值为431 MPa。对比发现形变热处理并不能减小或消除焊接残余应力,只能使残余应力重新分配,远离焊缝附近,使该位置的材料趋于安全。