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为了揭示十字板焊接空心球节点(简称板球节点)常幅疲劳破坏机理并建立其相应计算公式,对板球节点进行疲劳试验.基于自行设计的加载装置,进行了19个节点试件的常幅疲劳试验;采用有限元对节点进行静力分析,并利用扫描电子显微镜对节点疲劳破坏断口进行金相分析.数值模拟和试验结果表明:板球节点中热点位于连接焊缝焊址球面处,且该点应力集中程度严重;节点疲劳裂纹萌生于焊缝焊址处且以板宽为直径沿球面环向扩展直至疲劳断裂.节点初始焊接缺陷及构造细节是构成疲劳失效的主要因素.基于常幅疲劳试验结果线性拟合得到了该节点的S-N曲线,并以热点应力幅为变量建立了其常幅疲劳计算公式. 相似文献
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采用超声波法对手工氩弧焊接的Ti80板材两种焊接接头(十字形角接和对接接头)进行了冲击处理。对超声波处理前后两种焊接接头的疲劳试验数据进行了处理、对比和分析,结果表明,超声波冲击处理能够明显改善Ti80合金板材焊接接头的疲劳性能:在一定的应力范围内,超声冲击波处理试件与原始焊态试件相比,十字形角接接头的疲劳强度(2×106)提高126%,疲劳寿命延长3.7~19.4倍;对接接头的疲劳强度(2×106)提高29%,疲劳寿命延长2.6~33.2倍;超声波处理还能够改善疲劳数据的分布规律,降低疲劳数据的分散性。 相似文献
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为研究和优化挖掘机的挖斗在实际工作过程中耳板处焊缝容易受到疲劳破坏而开裂的问题,以市场上某型号的挖掘机为研究对象,采用有限元分析的方法对挖掘机的挖斗进行了疲劳寿命分析.并结合分析结果在原有模型的基础上,提出改进措施来优化挖斗焊缝处的疲劳寿命.通过原有模型与优化模型的疲劳寿命分析结果进行对比分析,证实优化模型可以显著提高挖斗的疲劳寿命. 因此本研究可以为提高挖掘机挖斗的使用寿命提供一定的理论基础. 相似文献
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《东南大学学报》2017,(3)
为了研究法国高模量沥青混凝土疲劳性能及Burger's模型参数与疲劳寿命之间的关系,在离散元软件PFC3D中建立了沥青混凝土锥棱柱两点疲劳弯曲试验的虚拟模型.计算了虚拟试件的初始刚度及达到疲劳时的最大接触应力,并与实测单次疲劳试验曲线对比,验证了用DEM模拟疲劳试验的可行性.然后研究端部位移及Burger's模型中各项参数(E_1,E_2,η_1,η_2)对疲劳寿命的影响.数值模拟结果表明,随着端部控制位移增大,到达疲劳时最大应力增大.研究证实:随着沥青砂浆Burger's模型参数中E_1增大,E_2减小,沥青模量增大,沥青混合料的疲劳寿命得到有效提升;η_1和η_2对疲劳寿命的影响较小. 相似文献
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单点与双点拉剪点焊试样的疲劳特性比较 总被引：1，自引：0，他引：1
对单点与两点焊拉剪点焊疲劳试样分别进行了疲劳试验,观测了疲劳裂纹的形状和萌生位置,分析了两种试样的疲劳性能。通过有限元模型分析了同等载荷作用下两种试样的变形,对比两种试样的载荷幅寿命关系,认为两点试样的承载能力约为单点试样的两倍。基于此,使用单点试样的载荷幅寿命曲线,预测了两点试样的疲劳寿命,寿命预测结果与实验寿命结果一致。 相似文献
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以洗衣机排水泵注塑模具型腔为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS对其静力和型腔疲劳寿命进行分析,找到损伤最严重的节点位置,对其进行疲劳优化设计,并运用可靠性设计理论中的应力-强度干涉模型方法计算出模具型腔可靠度.结果表明：随着注塑模具型腔压力值的增加,型腔的最大应力和变形量也随之增加,最大应力发生在型腔底部,型腔寿命的最小位置均出现在型腔内侧底面与侧面的圆环处,与其各自应力集中点位置刚好吻合,注塑模具型腔可靠度为0.888 8,型腔工作可靠. 相似文献
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工程机械典型接头的弧焊机器人焊接技术 总被引：1，自引：0，他引：1
对弧焊机器人应用于工程机械结构件的制造进行了初步探讨。分析了工程机械结构件的特点及其焊接工艺,阐述了Panasonic-TA1400机器人焊接系统的组成,介绍了焊缝起始点寻位和电弧传感焊缝跟踪技术,讨论了机器人示教编程要领。在此基础上,使用在线示教编程方法,对工程机械结构件典型接头机器人自动焊做了大量工艺试验,包括对接平焊缝单面焊双面成形和T形接头角焊缝船形位置焊接。结果表明,采用弧焊机器人焊接工程机械结构件是行之有效,所完成的焊缝成形美观、熔宽一致、波纹致密且焊接质量好。 相似文献
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张建 《温州职业技术学院学报》2014,(1):61-64
低温环境金属的焊接易导致焊接接头产生冷裂纹.为减少焊接冷裂纹的产生,需采用预热措施.采用焊条电弧焊在环境温度为-15℃下进行T形接头焊接仿真,运用Simufact-Welding软件分析焊件预热到80℃和120℃时焊缝处的残余变形和残余应力.结果表明,预热到120℃时,焊缝处的残余变形小;预热到120℃时,除焊缝起始点和终止点外,其余焊缝处的残余应力小.因此,合理控制预热温度,可减小晶粒脆化;适当增大t./5时间,有利于缓解接头的冷却速度,减小淬硬倾向. 相似文献
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《浙江大学学报(A卷英文版)》2016,(11)
目的:获得有效的高精度切屑形貌仿真方法。创新点:通过比较不同切削参数下采用光滑粒子流体动力学模型和有限元模型仿真获得的切屑形貌,证明光滑粒子流体动力学模型可以很好地实现对节状切屑的仿真,而不需要额外的几何或基于网格的切屑分离准则。方法:基于有限元和光滑粒子流体动力学的切削形貌仿真方法。结论:通过比较不同切削参数下采用光滑粒子流体动力学模型和有限元模型仿真获得的切屑形貌,证明了基于裂纹形成与扩展理论,采用合理疲劳参数的标准Johnson-Cook模型完全可以实现对节状切屑形成过程的仿真,也即无需采用修正的Johnson-Cook模型。同时证明了有限元模型和光滑粒子流体动力学方法均可满足不同切削速度和进给量条件下的切削力和切屑形貌仿真。 相似文献
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Devi CHANDRA ;Judha PURBOLAKSONO ;Yusoff NUKMAN ;Haw-ling LIEW ;Singh RAMESH ;Mohsen-abdel HASSAN 《浙江大学学报(A卷英文版)》2014,15(11):873-882
研究目的：在相同的反复张力下,研究V形切口圆条表面裂纹的疲劳扩展规律。研究方法：1.构建V形切口圆条模型（图1）,基于线性二次元将模型表面离散成一个个网格点（图2）;2.以AZ-6A-T5镁合金为例,利用J积分计算应力强度因数,利用NASGRO裂纹增长率模拟裂纹的疲劳扩展;3.通过研究不同的裂纹纵横比和对应的应力强度因数之间的相关性来研究裂纹的扩展。重要结论：1.在裂纹扩展时裂纹纵横比的初始值对断裂形状的发展有重要影响;2.裂纹纵横比对疲劳负荷寿命的作用比缺口半径更加明显;3.当裂纹前缘演变成一条直线形时可观察到不稳定的裂纹扩展;4.裂纹深度一定时,断裂纵横比越小,疲劳负荷寿命越短;5.当裂纹纵横比为0.6-0.7时,出现了不稳定的裂纹扩展。 相似文献
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改进的Gurson-Tvergaard-Needleman(GTN)模型考虑了铸钢GS-20Mn5V的混合硬化(各向同性硬化和随动硬化)行为,并通过用户材料子程序UMAT将该模型嵌入商业有限元软件ABAQUS/Standard中.改进的GTN模型将孔洞体积分数的增长假设为原有孔洞的长大和新孔洞的形核,并通过这一经典假设将材料的应力状态和损伤演化(孔洞体积分数增加)有效耦合.详细研究了修正GTN模型中各参数对孔洞形核、生长和聚合等各阶段力学行为的影响,并通过正交试验方法得到了最优参数组合.通过最优参数组合模拟得到的缺口试样载荷-位移曲线与试验测得的曲线对比,吻合度较高.因此,可利用改进的GTN模型对GS-20Mn5V铸钢试件的损伤演化和断裂进行预测. 相似文献
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尚盈宇 《商丘职业技术学院学报》2006,5(5):71-73
焊接接头的疲劳强度是焊接结构能否承受动载荷的关键指标,它关系到焊接技术在工程中的应用.采用改善焊缝几何形状、减少消除应力、低相变点焊条、覆盖涂层等是提高焊接接头疲劳强度的有效方法. 相似文献
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《浙江大学学报(A卷英文版)》2017,(11)
目的:钢框架焊接梁柱节点在地震作用下往往容易产生脆性裂纹,裂纹的发展和损伤累积将导致节点延性降低,发生脆性断裂。本文旨在探究节点在地震往复荷载作用下的损伤性能,分析其主要影响因素,提出有效的损伤评估模型,为后续节点损伤数值模拟提供基础,为钢框架的抗震设计提供参考。创新点:1.通过足尺节点试验,分析加载幅值、加载历程和荷载峰值对节点损伤性能的影响;2.基于试验结果,标定并验证3种经验损伤演化模型,提出基于疲劳断裂力学的节点损伤评估模型。方法:1.通过对9个足尺梁柱节点试件开展往复加载试验,包括5种变幅加载制度及4种常幅加载制度,分析加载幅值、加载历程和荷载峰值对节点损伤性能的影响;2.基于试验结果,根据节点损伤特点,在能量模型基础上,推导并拟合适用于节点循环加载的双参数损伤演化方程,并与其他模型进行比较,以验证其准确性;3.结合疲劳和延性断裂理论,依据损伤机理,定义"有效塑性应变"量化损伤过程,并以疲劳裂纹发展公式为基础,推导适用于计算在极低周循环荷载下节点损伤过程的损伤演化方程。结论:1.加载跨幅对节点性能影响较小;加载历程的影响与历程中峰值位移循环次数密切相关;突发性的强峰值对节点造成的损伤最大。2.节点损伤过程为幂函数形式;通过比较表明,在能量模型基础上推导出的适用于节点循环加载的双参数损伤演化方程,相对于单参数线性模型,能够更准确模拟节点在极低周循环下的损伤过程。3.基于疲劳断裂力学理论的损伤演化方程物理意义明确,能够描述节点循环损伤试验中所表现出的加速损伤及"损伤拐点"特征。 相似文献
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为研究钢管混凝土桁架焊缝附近的应力场分布特征及焊趾处热点应力集中系数,以主钢管内填充混凝土的K型管节点为研究对象,建立了考虑主钢管与混凝土表面非线性接触行为的三维实体有限元计算模型,探究了焊趾处热点应力集中系数的分布规律。研究结果表明：1)主钢管与支钢管焊缝附近区域节点的第一主应力在冠趾处达到最大值;2)热点应力集中系数在鞍点附近节点达到最小值,而在冠趾与鞍点之间的中点或附近节点处达到最大值;3)采用两点外推法和三点外推法计算钢管混凝土桁架K型管节点的热点应力集中系数均是可行的,并且二者差异较小。 相似文献
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基于仿真模拟软件SYSWELD,建立了P91钢材料属性数据库,设计开发了考虑马氏体相变的“热-冶金-力学”耦合计算方法,采用热循环曲线法对P91钢平板对接接头残余应力场进行数值模拟仿真分析。参照原始焊接工艺方案进行上下0.5mm/s焊接速度的调整,并进行残余应力仿真计算。结果表明,马氏体相变能抵消焊缝热收缩时产生的拉应力。后道焊缝焊接过程中施加的热载荷对前道焊缝应力变化和平板角变形有着显著的影响。考虑后道焊缝焊接过程中施加的热载荷对前道焊缝组织变化的影响时,焊接接头整体的拉应力大幅度下降,热影响区的拉应力上升,角变形起缓和作用。焊接速度越大,Von Mises残余应力和横向残余应力越大,纵向残余压应力越小。 相似文献