双平板封头结构的焊接残余应力有限元模拟

双平板封头结构最常见的问题是面板与工艺接管焊接部位开裂引起泄漏,而焊接残余应力是重要的影响因素之一。基于ANSYS软件中的APDL语言、单元生死技术以及热-结构间接耦合法对双平板封头结构焊接温度场、应力场进行了数值模拟,获得了焊接残余应力的大小与分布规律。计算结果表明：在焊缝区环向应力水平较高,易诱使焊缝开裂失效;在焊缝附近区域产生了较大压应力,主要是由于焊缝区材料受热向外膨胀而产生。模拟结果为焊接残余应力评定、控制焊接残余应力提供了理论依据,并对提高双平板封头结构的可靠性和安全性具有重要意义。     

TC4开缝衬套冷挤压残余应力分布有限元仿真

开缝衬套冷挤压工艺在孔的周围产生残余压应力,广泛应用于航空结构件疲劳增寿。冷挤压后孔周围的残余应力分布对预测带孔试样的疲劳寿命至关重要。针对开缝衬套冷挤压工艺构造了二维有限元模型,研究了TC4钛合金孔冷挤压后的残余应力分布,并对比了不同相对挤压量下试样中间层上最大残余压应力值,得到了初孔半径为3.175mm的孔的最佳相对挤压量。     

盲孔法测量焊接残余应力应变释放系数的有限元分析

为探讨简单易行的盲孔法测量焊接残余应力应变释放系数A、B的标定方法，根据盲孔法测量残余应力时应变释放系数A、B试验标定原理和强度理论，建立三维有限元模型，分别对盲孔法测量92lA钢焊接残余应力应变释放系数进行有限元标定和孔边应力集中有限元塑性修正．并由此得出应变释放系数随孔深与孔径比值的关系式和应变释放系数随形状改变比能参量S变化的塑性修正公式；将有限元标定结果与试验标定结果、通孔应变释放系数理论解进行比较，结果表明，有限元标定结果与试验结果、通孔应变释放系数理论值有较好的一致性，经塑性修正，计算结果与试验测量结果的偏差大大减小，建立适当有限元模型，用有限元法标定释放系数和进行孔边塑性变形修正是可行的。     

基于有限元的切削加工仿真及残余应力分析

基于热弹塑性有限元理论在DEFORM3D软件中建立正交切削加工有限元模型.建模过程中考虑了工件材料本构关系、局部网格自动重划分、刀屑摩擦、切屑分离等影响切削仿真的关键因素,分析了切削过程中工件等效应力的分布.对工件在不同切削速度下的残余应力进行分析和比较,得出两者之间的定性影响关系.     

TC4钛合金条形零件铣削加工表面残余应力测试与分析

航空钛合金零件在铣削加工时表面会产生残余应力层,不仅影响零件的尺寸精度,还严重影响零件的疲劳性能。因此,研究航空钛合金零件铣削加工表面的残余应力分布与变化十分必要。以TC4钛合金条形零件为研究对象,采用化铣剥层法,测试并分析不同铣削用量条件下已加工表面残余应力的分布与变化规律。研究结果表明,TC4钛合金条形零件已加工表面层的残余应力沿层深方向逐渐由压应力变为拉应力;随着切削速度和每齿进给量的提高,残余应力值均相应降低;而随着径向切深的增大,残余压应力值则相应增加。     

预应力切削加工TC4钛合金表面残余应力的有限元模拟

采用预应力切削方法对TC4钛合金进行加工,建立了预应力切削TC4钛合金的有限元模型,模拟了不同预应力下锯齿状切屑的形成过程及加工表面的残余应力分布情况,然后将模拟结果与试验结果进行了对比。结果表明:预应力切削可以调整已加工表面的残余应力分布状态和应力值,在弹性变形范围内,预应力越大,加工后表面的残余压应力越大,残余压应力的分布也越深;预应力对锯齿状切屑的形成无明显影响;模拟结果和试验结果具有较好的一致性。     

精密切削钛合金TC4表面残余应力的模拟研究

本文建立钛合金正交切削热一力耦合有限元仿真模型,采用自适应网格(ALE)技术及Johnson-Cook强化模型和剪切失效模型定义切削.通过对TC4切削过程的有限元模拟,分析了刀具刃口半径及材料的变形对已加工表面残余应力分布和表面质量的影响,并提出在切削钛合金时需采用较小的切削深度、较高的刀具锋锐度、较高的切削速度进行切削,以得到较好的表面加工质量.     

不同坡口焊缝残余应力的有限元分析

对接焊缝在不同坡口型式时残余应力的影响是不同的。应用有限元方法,对不同坡口型式焊缝的残余应力进行了有限元分析,得出不同型式焊缝的残余应力分布与大小,为制定正确的焊接工艺、改善焊缝性能等实际生产和使用提供理论依据。     

切削加工表面残余应力的有限元计算

介绍了热-力耦合有限元理论对加工表面残余应力进行的预测和计算,并借助于有限元软件对切削过程进行仿真,得到了加工表面残余应力的分布规律。     

基于材料内部残余应力释放的加工变形仿真实验研究

在弹塑性理论的基础上,建立了三维铣削仿真加工变形场的有限元分析模型,利用“单元生死”技术仿真了加工过程中材料的去除研究了零件在加工过程中因毛坯初始残余应力的释放而引起的工件加工变形规律设计了典型零件的数控加工变形试验,使用三坐标测量仪测量了每次材料去除后产生的变形通过仿真数据与试验数据比较分析,数据结果表明,只要建立正确的三维有限元分析模型,完全可以实现对零件加工变形规律的预测,从而制定出减小工件加工变形的合理加工工艺.     

TC4板孔冷挤压强化残余应力分布与疲劳寿命

开展了不同挤压量下TC4钛合金板孔冷挤压强化有限元仿真研究,得到了挤压强化后最小截面的切向残余应力分布规律,分析了挤压量对受载试样孔边应力分布的影响,探讨了挤压量、残余应力和疲劳增益三者之间的内在关系。采用开缝衬套冷挤压强化工艺对TC4带孔板件进行冷挤压和疲劳验证试验。研究结果表明,挤压强化后的孔边切向压缩残余应力可以有效降低孔周应力集中程度,优化受拉试样最小截面应力分布,改变裂纹源的位置并延长疲劳裂纹的萌生和扩展寿命,有效提高试样疲劳寿命。综合仿真和疲劳试验得到TC4板孔最优挤压量为4%。     

基于单元生死焊接温度场应力场模拟研究

在用有限元进行焊接温度场的数值计算中，通过“控制单元的生死”来模拟焊缝的形成和焊接热量的输入，利用计算结果对焊接结构的温度场及残余应力进行分析，模拟结果与实测结果吻合较好，表明本计算方法能够准确计算焊接温度场，是一种实用的工程计算方法，对于优化焊接工艺设计具有较好的指导作用。     

基于残余应力应变关系的压痕法测试技术

根据压痕法测量原理,建立了有限元分析模型,构造了残余应力范围σres/σy为-0.7~+0.7,分析了在不同载荷下压痕位移量,压痕接触应力分布规律,建立了不同位置处残余应力应变标定关系,在测试中根据不同位置处所得的应变量,代入到相应的标定关系式,计算得出残余应力。研究结果表明:残余拉、压应力程度大,压痕等效应力值大,弹塑性边界c宽。残余压应力程度越大,抗变形能力大,变形量小,接触应力分布范围窄;反之成立。在一定条件下根据所标定的残余应力应变关系所计算得到残余应力,与预先设定应力其吻合程度较高,说明标定关系可行;但也存在一定的偏差,在L=3mm处最大偏差范围在1%~31%。因此,合理的测试位置和测试技术的进一步研究对于提高残余应力测试精度尤为重要。     

喷射成形沉积坯热应力及残余应力分析

利用有限元技术计算了沉积坯在生长形成过程及形成后的温度场,利用该温度场计算了沉积坯的瞬时热应力场和残余应力场,计算结果表明沉积坯在沉积的初始阶段冷却速度较大,沉积坯底部的残余应力和瞬时热应力最大。     

切削加工表面残余应力的理论预测

对零件已加工表面的形成过程进行分析，提出表面分离法的分析模型；自行研制了求解在移动载荷作用下的二维热弹塑性力学问题的有限计算软件－ＭＴＰｌａｓｔ；对切削的已加工表面残余应力进行理论预测，并与试验结果相比较，探讨残余应力的形成机理，为控制已加工表面的残余应力提供了理论依据。     

基于残余应力分析的加工中心定位精度保持性研究

基于残余应力分析对加工中心的定位精度保持性进行了研究,提出一种考虑残余应力影响的定位误差分析方法。首先分析了产生残余应力的主要制造工艺环节,采用有限元法对国内某机匣加工中心床身进行了残余应力分析,得出了该床身在铸造与机械加工环节后的残余应力大小及分布情况。在此基础上对残余应力释放后床身-导轨安装基面的变形进行了预测。通过与试验数据的对比,验证了有限元建模的可信性。最后对残余应力释放引起的导轨定位误差进行了计算。     

切削速度对工件表面残余应力的有限元模拟

针对正交切削加工建立了平面应变模型;利用通用的有限元软件,对所建立的模型进行模拟,得到了不同切削速度下工件表面残余应力模拟结果,并对这些结果进行了比较分析,得出切削速度对工件表面不同方向的残余应力的基本影响规律。