渗碳圆柱齿轮淬火过程的数值模拟

该文基于热传学基本原理和热弹塑性理论,采用有限元方法,利用20CrMnTi钢的圆棒实验数据对渗碳齿轮的淬火冷却过程进行了数值模拟。为了模拟不同渗碳层厚度对残余应力的形成和分布的影响,编制了圆柱直齿轮模型以及渗碳层模型的创建,各种材料参数的输入,模型网格的划分,以及温度场和应力场求解整个过程的应用程序。通过调节参数,可以修改齿轮几何尺寸、渗碳层厚度等,可实现模拟渗碳齿轮淬火过程的参数化分析。根据数值分析结果,讨论了残余应力场对齿轮疲劳破坏的影响。     

喷丸残余应力场有限元数值模拟分析

为探讨喷丸参数对残余应力大小及分布的影响,利用LS-DYNA软件建立了分批顺序撞击的9丸粒有限元模型,对喷丸残余应力场进行了数值仿真研究,并与已有结果进行对比以验证其准确性。在此基础上研究了弹丸速度、重复打击次数、搭接率以及多丸粒分布对残余压应力的影响。结果表明:增加弹丸搭接率和覆盖率可使各点的残余应力分布趋于一致;重复打击一定次数后将使残余应力增长率减缓并最终趋于饱和;最大残余压应力及其到达深度均随喷丸速度增加而增大。本模型为获得理想残余应力提供了理论依据。     

Cr12MoV钢CD渗碳后等温淬火组织中的残余奥氏体

Ｃｒ１２ＭｏＶ钢经渗碳等温淬火，渗层和心部组织中的残余奥氏体已占较大比例，但这两区域的γ＇数量变化规律相反，反映了该区域成分和组织变化的特殊性，从而构成高碳高合金钢ＣＤ渗碳等温淬火组织的一个重要研究方面。     

轴类渗碳淬火件断裂分析

归纳了轴类渗碳淬火件早期断裂的几种形态,分析得出引起早期断裂的原因有五种:局部退火后硬度梯度大;磨削裂纹;心部硬度低;原材料存在非金属夹杂物;台肩R处有机加工刀痕.     

轴类渗碳淬火件裂分析

归纳了轴类渗碳淬火件早期断裂的几种形态，分析得出引起早期断裂的原因有五种：局部退火后硬度梯度大；磨削裂纹；心部硬度低；原材料存在非金属夹杂物；台肩Ｒ处有机加工刀痕。     

铝合金厚板淬火残余应力的研究进展

结合作者近期的研究工作分析了铝合金厚板淬火残余应力的形成机理及分布;介绍了采用有限元技术开展铝合金厚板淬火残余应力数值模拟的研究进展;根据实验和数值模拟结果,提出了一种可较好解释铝合金厚板淬火残余应力形成机理与分布的局部平衡的"应力与应变波动"模型;分析了该领域存在的主要研究困难,指出了其研究方向.     

SDC99钢淬火过程中应力和组织演变的有限元模拟

为了研究钢铁材料在淬火过程中内部组织和应力的变化,以自主研发的SDC99钢为研究对象,考虑相变潜热的影响,采用有限元方法对偏心圆环的淬火过程进行模拟仿真,并对淬火过程中模型的温度场、应力场和组织场的变化进行分析和研究.结果表明:经实验测定淬火过程中温度场及残余应力的分布与模拟结果吻合较好,偏心圆环上最大残余应力出现在45°及315°位置;模型硬度的分布与其马氏体含量分布趋势一致,模拟的硬度值略小于实测值.     

缸套渗碳淬火工艺的改进

渗碳钢20crMnTi执行一次淬火工艺后,硬度值偏低,在48—50HRC之间,金相组织为粗针状马氏体＋35残余奥氏体＋未溶碳化物,因为粗针马氏体与残余奥氏体的存在,使得渗碳件的强度及表面硬度降低。执行二次淬火工艺后表面硬度达到了60HRCP以上,组织为隐晶马氏体＋弥散的颗粒状碳化物,该工艺有效的减少了残余奥氏体量,提升了渗碳件的硬度及耐磨性。     

用增碳淬火法提高渗碳件表面硬度

介绍在淬火温度下进行增碳淬火解决因脱碳和表层碳浓度低引参碳件（或颃中金钢）表面硬度低的问题。     

纤维缠绕复合材料固化过程残余应力/应变的三维数值模拟

采用有限元分析软件ABAQUS,对具有金属内衬的纤维缠绕复合材料圆筒在固化过程中残余应力及应变的变化规律进行了模拟计算。采用FORTRAN语言编制了用以分析固化过程中残余应力的子程序,该子程序考虑了固化过程中复合材料力学性质的变化和由于树脂固化收缩产生的化学收缩应变。算例结果表明：复合材料和金属内衬的残余应力在初始阶段均接近于零,当固化到一定阶段,残余应力迅速增加并且很快达到最大值,在降温阶段释放了部分的残余应力;在整个固化过程中,金属内衬受到压应力,而纤维缠绕层受到拉应力。本文中的三维有限元模型可以得到任意时刻复合材料的温度及固化度分布,通过数值模拟可以有效地优化复合材料固化工艺参数,提高制件的质量。     

深冷处理消除铝合金板材残余应力的建模与仿真

介绍了用(热)弹塑有限元技术对铝合金板材深冷处理过程进行建模与仿真的基本原理.基于实验研究探讨了深冷处理数值模拟所需的7075铝合金材料的物性参数.运用ABAQUS6.5有限元软件,对7075铝合金板材深冷处理过程瞬态温度场与应力场进行了数值模拟.数值模拟得到的残余应力值与已发表文献的实验结果比较一致.最后分析了不同厚度铝合金板材的深冷处理应力消除效果.     

固定短芯棒拔管残余应力分布规律研究

为了研究固定短芯棒拔管残余应力的产生机理和分布规律,采用弹塑性有限元法模拟拉拔过程,讨论模具形状参数、拉拔变形参数、摩擦条件对残余应力的影响.结果表明,当模具半锥角α较小时,随着α的增加,残余应力增大;在减径率εs一定的条件下,随着减壁量ΔS的增加,钢管内外表面的残余应力逐渐减小,在ΔS一定而εs增加时,内外表面上残余应力呈先增大后减小变化趋势;同时,轴向残余应力随着拉拔速度v和摩擦系数μ的增加而增大.     

开缝衬套孔挤压残余应力场数值计算研究

本文基于有限元技术模拟了开缝衬套挤压和直接芯棒挤压两种孔挤压工艺,对比研究了两种不同工艺导致的孔壁材料轴向流动和孔壁残余应力场。结果表明：开缝衬套挤压可有效抑制材料向挤出端流动,这在飞机夹层孔结构挤压中可减小夹层间隙尺寸;衬套开缝对应孔壁区域残余应力有突变,但仍然是对抗疲劳有利的压应力,而非拉应力;开缝衬套挤压挤入端孔边是压应力,而直接芯棒挤压是拉应力;相同干涉量条件下两种工艺引入的残余压应力峰值近似,但开缝衬套挤压残余压应力场域较直接芯棒挤压增大了约1 mm.     

铍环形焊件残余应力的有限元分析与测试

采用有限无限元分析法和Ｘ射线应力测试法对铍环形焊件的残余应力分布规律进行了研究。对有限元计算值采用一定加权平均处理后与Ｘ射线实测值进行了对比，结果表明，两者基本吻合，所反映出的应力变化趋势基本一致。     

The effect of a residual stress field on fracture initiation in RPV steel

Whether flaws in structures containing residual (secondary) stresses will extend under particular operational (primary) loads depends on the extent to which the residual stress field affects: (a) the nature and distribution of initiators; (b) the combined (primary + secondary) stresses and strains experienced by potential initiators. This paper compares fractographic data from specimens loaded by only a primary stress with data from specimens also containing a tensile residual stress field. Three‐dimensional elastic–plastic finite element calculations are used to characterize the stress–strain conditions at the initiation sites at the onset of brittle fracture. The introduction of a residual stress changes the dominant stage in fracture nucleation from microcrack extension to particle cracking. This offsets some of the decrease in fracture toughness expected when the residual stress field increases specimen constraint.     

A portable electrochemical machining surface preparation system for use in the field of residual stress measurement

Strain gauge residual stress measuring techniques require a smooth site surface for optimum bond performance. Mechanical metal removal techniques are generally used for surface preparation, although these may induce operator dependent residual stress which distorts the original stress distribution. The problem becomes more significant if subsurface conditions are to be evaluated by removing material, especially when hard, tough or strongly work-hardening alloys are being investigated. To avoid the errors caused by surface preparation, the operator independent metal removal alternatives adopted have been electrolytic polishing and chemical etching. However, these methods have slow removal rates and can be hazardous to health, factors which limit their general use for residual stress measurement surveys.     

Unique fatigue threshold and growth properties of welded joints in a tensile residual stress field

The fatigue threshold and high growth rate region properties were investigated on several kinds of welded joints. These properties became unique in spite of the variation of steels (ferrite-pearite, martensite, austenite), welding method, heat input and stress ratio. It was revealed that the unique properties occurred from the fully opened fatigue crack due to the tensile residual stresses. Based on these results, the equation of the fatigue crack growth curve for the design and inspection of welded structures was proposed. It is also suggested that the inducement of compressive residual stress at the fatigue critical zone is effective in improving the fatigue properties of welded structures.