U75V焊接接头三维轮轨滚动接触有限元分析

由于焊接区材质的非均匀性,钢轨焊接接头一直是钢轨伤损的频发区域,通过分离式霍普金森压杆实验获得了U75V钢轨在不同应变率下的应力—应变曲线,确定了Johnson-Cook冲击动态本构模型材料参数,建立了含焊接接头的轮轨滚动接触有限元模型;对钢轨焊缝区、热影响区和母材区的接触压力、等效应力和等效塑性应变进行了有限元分析.结果显示:在轮轨滚动接触过程中,焊接接头热影响区最大接触压力相对于相邻区域较小,与其他区域交界处产生明显的应力集中,其等效塑性应变最大处位于钢轨次表层,焊接接头的等效塑性应变大于母材,轴重的变化对焊接接头最大接触压力和等效塑性应变的影响较小;随着行车速度增大,热影响区域最大接触压力和焊接接头等效塑性应变均逐渐增大.     

强度不均匀焊接接头的应力分布及变形

为解释强度不均匀焊接接头最软区的强度及宽度与其承载能力的关系,用有限元对这类接头的单轴拉伸试样上应力分布及变形进行分析,当外加应力超过最软区的屈服应力时,在最软区及其邻近区域出现三轴应力状态;在有屈服应力差别的区域交界处Mises等效应力发生阶跃变化,其变化幅度与交界面两侧材料的屈服应力差值有关,随外加载荷的增加而增大.最软区Mises等效应力的降低量和与之相邻区域的增加量在试样长度上的积分相等.当Mises等效应力达到接头上最软区的抗拉强度时,在该处发生颈缩;随最软区的宽度减小或屈服应力增加,发生颈缩所需的外加应力增加;当最软区相对厚度小于0.2或相对屈服应力大于0.9时,在最软区已无明显颈缩.     

重载铁路焊接接头不平顺对轮轨动态作用影响

为研究焊接接头不平顺演变对车辆-轨道动态相互作用的影响,现场跟踪测试得到不同服役时期的焊接接头不平顺数据,并利用车辆-轨道垂向耦合动力学模型,从时域和频域两个角度,分析计算了不同服役时期焊接接头不平顺对车轮、钢轨振动加速度及轮轨垂向力的影响.分析结果表明:焊接接头不平顺演变分为马鞍形凹陷形成阶段及焊缝区域内磨损加速阶段;焊接接头不平顺几何形态的演变对时域内轮轨动态响应结果影响显著,随着焊接接头不平顺几何形态演变,轮轨动态响应结果呈先增大后减小再增大的趋势;焊接接头不平顺几何形态演变对轮轨动态响应的频域分布影响较小,轮轨动态响应功率谱密度图中存在明显两个频段,分别为低频段31~35 Hz及高频段530~610 Hz,高频段具体位置和焊缝区域内不平顺几何形态联系紧密.     

焊接接头工作应力的边界元分析

本文采用弹性力学平面问题的边界元计算程序,对几种典型焊接接头的工作应力分布形态以及应力集中系数K_T进行了计算,并考察了接头几何参数对K_T的影响,为接头形式的选择与合理设计提供了参考依据。计算结果表明,十字接头焊趾部位的最大应力位于焊趾附近焊缝一侧的表面。当几何参数相同时,几种接头焊趾应力集中系数由小到大的次序为:丁字接头,十字接头联系焊缝,十字接头工作焊缝,搭接接头。同时还简要讨论了用边界元法进行焊接接头应力分析的有效性。     

关于钢轨接头保养修的探讨

本文分别对钢轨接头病害产生的不同部位的养护维修进行了阐述,并提出了整治钢轨接头病害的具体方法以及在实际养护中应谈注意的事项。     

关于钢轨接头保养修的探讨

本文分别对钢轨接头病害产生的不同部位的养护维修进行了阐述,并提出了整治钢轨接头病害的具体方法以及在实际养护中应该注意的事项。     

含损伤焊接接头裂纹体J积分的有限元数值研究

针对三点弯曲裂纹试样，利用弹塑性损伤-应变耦合的有限元方法，研究了在不同强度匹配焊接接头中，母材区断裂应变的变化对焊缝区裂纹断裂力学参量J积分的影响规律研究结果表明，在焊接接头中，材料损伤的出现将使裂纹扩展驱动力J积分增加，即裂纹更易扩展。对于高、等和低匹配的焊接接头，在焊缝区各项力学性能参数保持不变的条件下，随着母材区断裂应变的减小，焊缝区的塑性应变及裂纹扩展驱动力J积分均有明显的提高，使结构的安全性下降。随着接头强度匹配比的降低(母材屈服强度的升高)，母材区断裂应变的变化对J积分的影响作用逐渐减弱。     

如何提高钢轨铝热焊焊接质量

介绍在跨区间铁路无缝线路铺设及复焊中,采用法国拉伊台克QPCJ钢轨铝热焊焊接工艺时,如何有效提高钢轨铝热焊焊头的质量,避免出现焊接缺陷。     

常用铁路无缝线路钢轨焊接方法探讨

近几年铁路高速、重载的迅速发展,轨道结构也由普通线路逐渐被无缝线路所取代。与普通线路相比,无缝线路消灭厂大量钢轨接头,因而具有行车平稳,轨道维修费用低,使用寿命长等优点,成为目前高速铁路线路建设的主要方法。无缝线路是铁路轨道的一项重要新技术,将普通钢轨焊接成一定长度的长轨条,用具有一定长度的长轨条焊联并铺设而成的线路称为无缝线路,长钢轨的焊接是铺设无缝线路的重要环节。     

含裂纹体焊接接头J-Q断裂准则的工程化方法

针对单参数H积分在焊接接头裂端场应用的困难，提出一个适合于含裂纹体焊接接头裂端场的J-Q双参数准则。为了能够在工程实际中应用，从改变焊缝材料性能的角度出发，利用有限元数值解对Q因子的分布规律进行了讨论，通过直线回归得到了该参量的工程计算方法，并对J-Q双参数断裂参量在断裂场中的有效性进行了验证，从而得到了焊材变化时焊接接头裂纹体裂端场的工程估算方法。     

焊补过程温度场的有限元法计算机模拟

开发了一种用于温度场模拟的有限元微机软件 ,实测结果证实了软件模拟的准确性。运用该软件的模拟结果分析了铸件溶解扩散焊的热影响区硬度升高的原因并给出了解决该问题的途径。     

带有中间过渡层的Si3N4/Q235钎焊接头残余应力数值模拟

应用有限元软件ANSYS，对带有中间过渡层的Si3N4陶瓷与Q235金属钎焊接头的残余应力进行了三维有限元分析。分析了从高温1053K冷却到室温时接头残余应力的大小和分布情况，讨论了被连接材料本身结构形状尺寸、过渡层性能与厚度等因素对残余应力的影响规律，比较了有过渡层的方棒接头试件和圆棒接头试件残余应力的特征。这些分析结果，为工程实际提供有意义的参考。     

超载拉伸消除焊接残余应力的计算机模拟

焊接件内部总是存在着较大的残余应力,对焊接件的承载能力和抗腐蚀性能有很大影响,本文采用弹塑性有限元方法对超载拉伸消除焊接残余应力过程进行了数值模拟．对三种拉伸载荷下的宽板和窄板两种模型进行的模拟结果表明：拉伸载荷越大,残余应力消除得越好,但是也不能通过一味地增大拉伸载荷来得到较好的残余应力消除效果,而必须同时考虑材料的塑性储备、构件允许的变形量及构件允许的残余应力等,以防过量变形使构件脆断的危险性增大．     

大型球罐X型焊缝焊接过程模拟和应力分析

采用ABAQUS软件,使用平面模型,对大型储罐设备中常用的X型焊缝焊接过程进行了模拟。计算可以给出每道焊接的温度分布和应力分布。同时,焊接过程考虑了焊接后的冷却。在计算模拟后,还给出了整体结构的应力分布和应变能变化曲线。     

三维瞬态焊接温度场的有限元模拟

对三维非线性瞬态焊接温度场进行了有限元分析和计算，探讨了焊接温度场的特点和提高求解粗度的若干途径，并介绍了若干计算实例。     

钢轨气压焊试验研究

对碳钢钢轨气压焊进行了试验研究。探讨了焊接工艺过程对气压焊焊接接头显微组织及强度的影响。     

汽车联轴节壳体挤压成形过程三维有限元数值模拟

针对汽车联轴节壳体温挤压成形过程,采用三维刚－粘塑性有限元法进行了热力耦合数值模拟以揭示金属的塑性变形行为,从而为模具设计及工艺制订提供理论依据．通过有限元模拟,给出了汽车联轴节壳体三维温挤压成形过程的金属塑性流动模式和详尽的应力、应变及温度分布,并分析了成形物理场分布与变形的外部条件之间的关系．同时也对三维塑性变形的有限元技术处理方法（如：模具的几何描述及变形体的离散化、三维动态边界接触问题）进行了探讨．     

直流电阻对焊接口张开及纵向裂纹的形成机制

采用有限元方法对板料直流电阻对焊过程中的接口张开,接头表面纵向裂纹问题进行了研究,分析表明,焊接过程中金属的塑性充动导致界面质点力学状态发生动态变化,包括应力大小和拉压应力装态的变化变形过程中,界面质点在x轴方向所受的拉应力是接头内部生产层状撕裂的力学原因,在y轴方向和z轴方向所受拉应力是产生接口张开和形成飞边纵向裂纹的力学原因。     

堆焊角变形动态过程试验与数值分析

采用有限元数值模拟方法研究了CO2气体保护堆焊的角变形动态过程.为了反映夹具和焊接件的接触状态,将夹具和焊件统一建立有限元模型.对计算焊接角变形的接触约束二维模型、位移约束二维模型和位移约束三维模型进行了比较,并与试验结果进行了对比分析.研究结果表明:虽然二维模型不能反映焊接角变形的动态过程,但能得到和试验结果一致的残余角变形;三维模型能反映焊接过程中的动态角变形,但计算效率低;接触约束模型能计算出焊接件在夹具作用下的摩擦力和接触压力.     

焊接结构三维热变形的有限元模拟

采用三热弹塑性有限元法对焊接过程中的动态应力及焊后的残余应力和变形进行了数值模拟，探讨了焊接时力学行为的特点和提高解的精度和收敛性的途径，并介绍了若干成功的应用实例。