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锤击消除焊接接头剩余应力的数值模拟 字体: 小 中 大 | 打印 发表于: 2007-7-02 09:09 作者: 麦蒂 来源: 中国焊接之家社区 邹增大 王新洪 曲仕尧 摘要 建立锤击作用的有限元数学模型，利用该模型对白口铸铁焊补时锤击消除焊接剩余应力进行实例分析。结果说明，在适宜的焊接标准和工艺下，锤击不仅能有效地消除白口铸铁焊缝部位的应力，而且能促进热影响区拉伸剩余应力的释放，甚至可以获得一定值的压应力。当在840℃～360℃温度区间进行锤击时，可以获得最正确效果。 关键词 锤击 有限元模型 剩余应力 白口铸铁 数值模拟 中国图书资料分类法分类号 TG457．12 锤击处理很早被引入焊接领域，初期主要应用于消除焊接变形。通过观察分析，认为适当锤击可以消除和减少焊接裂纹，进而推断锤击有消除焊接剩余应力的作用， 因此在工艺中采用锤击处理，防止焊接裂纹的产生［1］。一般认为,锤击处理消除焊接剩余应力是使被处理金属通过锤击,在体内局部产生一定的塑性伸长,释放焊接过程产生的剩余拉伸弹性应变,从而到达释放焊接剩余应力的目的。但由于锤击〔特别是手工锤击〕的不标准〔锤击力的大小、频率、基体的力学性能及锤击区的温度等〕及焊接剩余应力准确测试的困难，故对于锤击处理与剩余应力的关系,至今尚没有一个科学的和系统的研究［2］。 笔者通过建立锤击处理的有限元数学模型，模拟分析锤击工艺与消除剩余应力的关系。 1 锤击作用的有限元数学模型 根据数值分析在焊接中应用的根本理论［3］，有外力作用时的 有限元增量表达式为 ［K］e{du}e={dR}e+{dF}e (1) 式中，［K］e为单元刚度矩阵；{du}e为单元位移；{dR}e为由温差 引起的等效节点载荷；{dF}e为由外力引起的等效节点载荷,在此指 由锤击作用产生的载荷。 1.1 锤击作用力的简化 单锤重击的波形［4］见图1a，将其简化为正弦波见图1b，并表 达锤击力 (2) 式中,η为载荷持续时间；P为锤击力峰值。 假设1 锤击力不是通过某个点传递到焊件,而是通过一定的作 用面积均布在锤击作用区，锤击强度 p=P(t)/A (3) 式中，p为作用在锤击区的锤击强度；P(t)为瞬时锤击力；A为锤击 的作用面积。 假设2 锤击作用于焊件是以焊缝中心为对称轴,呈轴对称分布。 图2 内边界三角单元示意图 图3 边界外表力作用示意图 图4 试件形状及尺寸示意图 相贯线焊缝纵向收缩对法兰平面影响的的数值分析 字体: 小 中 大 | 打印 发表于: 2007-7-03 14:16 作者: 麦蒂 来源: 中国焊接之家社区 董丕明 顾福明 高进强 王尔德 田锡唐 摘 要 应用数值分析方法研究圆柱形壳体相贯线焊缝对法兰平面度的影响，建立了分析相贯线焊缝所用的纵向收缩力模型；研究说明，圆柱形壳体上的相贯线焊缝将引起法兰平面沿圆周产生局部下凹，法兰平面在宽度方向上的倾斜不明显，数值分析结果与实验结果相吻合，证明了对于薄壁壳体上应用纵向收缩力模型分析相贯线焊缝引起焊接变形的正确性。 关键词： 相贯线焊缝 法兰 平面度 数值分析 Numerical Analysis for Effect of Longitudinal Shrinkage of Perpendicular Intersection Weld on Flange Plane Dong Piming (Dalian Railway Institute) Gu Fuming (Shanghai Yileng Carrier Air-Conditioning Equipment Co.) Gao Jinqiang (Sandong Institute of Technology) Wang Erde，Tian Xitang (Harbian Institute o f Technology) Abstract The effect of the perpenticular intersection weld between the two cylindrical shells is analyzed by the numerical method. The longitudinal shrinkage model is established to analyze the dis