旋转半径对复合搅拌摩擦点焊接头断裂途径及抗剪力的影响

对2 mm LF21铝合金薄板采用复合搅拌摩擦点焊进行焊接,测试不同旋转半径下焊接接头的抗剪力,分析点焊接头在剪切时的断裂途径及微观组织.研究结果表明:当其他参数不变时,点焊接头的断裂途径随旋转半径的不同而变化;在旋转半径R等于1 mm时可得到表面光亮、成形美观的焊点,且接头的抗剪力达到最大值,为3.47 kN.微观组织分析表明:复合搅拌摩擦点焊接头塑性环区和热机械影响区均发生了强烈的金属塑性流动,其中塑性环区的晶粒尺寸细小、组织致密.     

复合搅拌摩擦点焊旋转半径对接头组织和性能的影响

对2 mm 2A12-T4铝合金薄板采用复合搅拌摩擦点焊进行焊接,测试不同旋转半径下的复合搅拌摩擦点焊接头的抗剪力,并观察和分析复合搅拌摩擦点焊接头在拉伸时的断裂途径及微观组织.结果表明:当其他参数不变时,复合搅拌摩擦点焊接头抗剪力和断裂途径随旋转半径和塑性环形貌的不同而变化；在旋转半径为1.2mm时,接头的抗剪力达到...     

Ti3Al2.5V/6063异种合金激光焊接头组织与性能

采用激光焊,通过改变激光在钛合金上聚焦时的光束偏移量,焊接了5mm的Ti3Al2.5V/6063异种合金.焊后测试接头抗拉性能,观察并分析了Ti/Al界面的微观组织形貌.试验结果表明:光束偏移量(D)在0.8mm≤D≤1.0mm范围时,Ti/Al界面处形成了固体钛层;当光束偏移量D=1.0mm时,接头的抗拉强度达到最大值132MPa,为铝合金母材强度的53%;通过对接头的微观组织分析,焊缝界面处的相主要是AlTi、AlTi_3、Al_2Ti、Al_3Ti,固体钛层的存在一定程度上降低了界面反应程度.     

5083铝合金T型接头焊接残余应力分布及超声冲击处理工艺研究

为了获得5083铝合金T型接头焊接残余应力分布和减少焊接残余拉应力,文中采用X射线衍射法对8 mm和4 mm两种T型接头进行残余应力测试,分析了不同的冲击强度对8 mm T型接头残余应力的影响,并采用优化后的冲击强度处理4 mm T型接头,结果表明:两种接头底板和腹板上的纵向残余应力在近缝区均为较大的拉应力,随着远离焊趾残余应力逐渐减小,最后趋于无应力状态;4 mm T型接头近缝区的残余应力小于8 mm T型接头.采用4.0 s/cm~2冲击强度处理8 mm T型接头焊缝,冲击效果较好,在焊趾产成的压缩应力相对均匀;4 mm T型接头焊缝冲击处理前,底板背面的纵向残余应力整体上呈"几"型分布,超声冲击处理焊缝和焊趾后,没有被冲击处理的底板背面的残余应力整体上变成"M"型分布,纵向残余应力的平均应力值由163MPa降低到58MPa.     

2A21铝合金厚板搅拌摩擦焊接头组织与分层性能研究

采用搅拌摩擦焊焊接19 mm的2A21铝合金,焊后观察并分析了接头不同区域的微观组织,通过接头的拉伸试验和显微硬度测试评定接头的力学性能.结果表明:轴肩影响区和焊核区组织均为细小致密的等轴晶,在靠近焊核区底部的后退侧出现了晶粒大小不一的部分重结晶区;拉伸试验表明上层接头的抗拉强度最高,为348 MPa,达到母材强度的76.5%,断裂位置在后退侧轴肩影响区和热机械影响区分界处;下层接头的抗拉强度最低,断裂位置在部分重结晶区;接头横截面显微硬度分布整体成"W"状,焊核硬度值最高,热影响区硬度值最低,焊缝上部硬度高于焊缝下部.     

沟槽面减阻效果影响因素及减阻机理的分析

采用雷诺平均N-S方程和RNG k-ε湍流模型计算V型沟槽面的湍流边界层流动和粘性阻力,研究了沟槽尖峰形状和雷诺数对减阻效果的影响规律,初步分析了沟槽面减阻机理.指出:沟槽尖峰处的圆角半径越小其减阻效果越好,沟槽斜面中下部的壁面应力随着圆角半径的减小而降低,但尖峰处的局部壁面应力会随之增大;来流速度对沟槽减阻率的影响很大,对于一种尺度的V型沟槽,存在着一个具有较好减阻效果的来流速度范围,而沟槽面在沿来流方向上的布置位置对减阻效果的影响非常小;沟槽尺度对减阻效果很剧烈;沟槽尖峰处生成的二次涡是产生减阻效果的根本原因,二次涡的强弱与沟槽减阻率的大小紧密相关.     

曲线桥T梁的预制与安装

介绍了曲线桥(半径R=1100m)T梁张拉和吊装过程中出现侧弯现象的控制和解决办法；对曲线桥T梁安装定位、架桥机过跨等技术，总结出一套曲线桥架设的施工工艺。     

铝合金表面状态对搅拌摩擦焊接头组织和性能的影响

研究了铝合金表面状态对搅拌摩擦焊焊接接头组织和性能的影响。试验结果表明:试板表面油污的存在使得焊接接头强度下降为母材的60%左右,同时显著降低接头的塑性;试板表面的氧化膜和油污还会造成焊核区及焊缝前进侧的残余间混结合线缺陷。对焊接接头拉伸断口进行扫描电镜观察发现:拉伸试样的断口中存在油污和A l2O3的聚集物,这些聚集物会成为拉伸时的裂纹源。断口和力学性能综合分析表明:铝合金表面的油污和氧化膜都会降低搅拌摩擦焊接头的强度和塑性。     

15-5PH不锈钢等离子弧焊工艺优化及接头力学性能

采用单变量试验对15-5PH马氏体沉淀硬化不锈钢进行等离子弧焊接,通过焊缝观察及力学性能测试,研究焊接电流、氩气流量、焊接速度等工艺参数对焊缝成形及接头力学性能的影响,并通过正交试验法来优化工艺参数.结果表明:焊接电流及氩气流量与15-5PH钢的焊缝成形及接头力学性能有密切关系,适当增加焊接电流及氩气流量,有利于增强电弧穿透力、防止未焊透、避免气孔缺陷,进而改善接头综合力学性能;提高焊接速度,会导致焊接线能量下降,减小焊缝熔宽,增加正面余高.优化后的焊接工艺参数为:焊接电流220 A,氩气流量3.0 L/min,焊接速度400 mm/min,其焊缝成形良好,接头抗拉强度、冲击韧性和延伸率分别达到1100 MPa、20.5 J和8.0%.     

LF21铝合金厚板搅拌摩擦焊接接头微观组织研究

针对14 mm厚的LF21铝合金,采用搅拌摩擦焊进行焊接,焊后对接头的宏观形貌、微观组织和接头不同区域的显微硬度进行分析.实验结果表明:在焊接速度v为200mm*min-1,转速ω为1200rad*min-1时,焊缝成型较美观,焊缝内部无空洞、裂纹等缺陷.显微组织观察发现焊核区的组织为再结晶等轴晶粒,晶粒明显细化;热机械影响区组织由原始母材细纤维组织转变为具有一定弧度的弯曲粗纤维组织;热影响区范围较窄,晶粒与母材相似,但出现了晶粒粗化现象.显微硬度实验发现,焊缝中层和上层的显微硬度较高,而下层较低.     

金属平板基底涂覆介质层线形裂纹的RCS特性

采用基于有限元法(FEM)的Ansoft HFSS软件,计算、分析了金属平板基底吸波介质层出现线形裂纹时的高频电磁特性。厚度为2mm,直径为100mm的理想导体圆盘;表面涂层为2mm厚的介质,其介电系数εr=12.53,电损耗为0.023,导磁率μr=1.83,磁损耗为0.6。裂纹缺陷长30mm、宽0.2mm、深2mm。分无裂纹缺陷和线形裂纹在涂层介质中部2种情况,计算与分析得出结论,线形裂纹缺陷对舰船、飞行器隐身性能的影响并不明显,也没有一定的规律,但对观测方向的敏感性较强。     

低温同步加热对铝合金LY12CZ焊接接头机械性能的影响

本本研究了低温同步加热（LTSH）对高强铝合金LY12CZ焊接接头机械性能的影响。当加热位置离焊缝很近时，抗拉强度和冷弯角明显下降，当加热位置离焊缝较远（50，40）时，其抗拉强度和冷弯角与无LTSH9焊接时相当，但此时低温抗拉强度稍有下降。     

肘板趾端表面裂纹在随机波浪载荷作用下的疲劳扩展预报

肘板趾端是船舶与海洋结构的疲劳热点。文章用三维有限元分析了趾端表面裂纹应力强度因子修正系数的变化规律,并与BS7910推荐的典型节点表面裂纹应力强度因子公式计算结果作了对比,结果表明趾端表面裂纹应力强度因子沿深度方向的放大系数和T型节点相差很小,而表面端点应力强度因子修正系数则当裂纹长度在肘板厚度范围内时和T型节点相差很小,超出后则相差较大。以某客滚船上肘板趾端应力范围长期分布服从Weibull分布,产生系列均值为零的应力幅,应力强度因子分别采用有限元结果和BS7910中T型接头公式进行计算,采用单一曲线模型计算该趾端表面裂纹的裂纹扩展。计算等效应力强度因子幅时,考虑焊接残余应力的影响。计算结果表明以T型接头的公式计算趾端表面裂纹应力强度因子和有限元结果相差很小。建议将T型节点表面裂纹应力强度因子计算公式用于趾端表面裂纹应力强度因子的计算,并采用单一曲线模型对随机波浪载荷下作用下船舶典型节点疲劳裂纹的扩展寿命进行了预报。     

对接接头焊趾应力集中有限元分析

研究焊缝几何参数对应力集中的影响,对于提高焊接结构疲劳强度有重要的意义.本文采用有限元方法,计算了双侧对称加强高和单侧加强高的对接接头焊趾处的应力集中系数,分析了几个主要参数,包括焊趾倾角、焊趾过渡圆弧半径和板厚对于应力集中系数的影响,研究了焊趾处应力集中沿板厚方向的变化情况,在分析大量计算结果的基础上给出了估算两种形式的对接接头应力集中系数的经验公式.结果表明,减小焊趾倾角,增大过渡圆弧半径,可以减缓焊趾处截面形状的变化,改善焊趾处的应力集中;板厚的增加使得应力集中系数增大.并且单侧加强高的对接接头应力集中系数小于双侧对称加强高对接接头的,其减小幅度只与θ有关.     

海洋钻井平台T型接头的应力分析

本文从A.C.Scordelis提出的把闭合圆柱薄充分成两个半壳的方案出发,通过位移函数及Fourier展开,求解了圆柱薄壳的八阶偏微分方程,得出海洋钻井平台T型接头应力分布的解析解,编制了相应的计算程序。对支、弦管之间的载荷传递系数,提出沿交贯线的垂向位移应根据支、弦管间的位移连续条件来确定的假设,使支管的直径d与弦管直径D之比较大时(d/D>0.3),本解析解的结果与试验及有限元计算结果相接近。最后,对不同几何尺度的T型管接头进行了系列计算,绘成曲线,供设计者参考。     

焊趾处椭圆表面裂纹的权函数与残余应力强度因子的权函数法

利用三维有限元计算了焊趾处半椭圆表面裂纹的应力强度因子。利用统一的权函数形式,结合得到裂纹半长比a/c=0.2;0.4;0.6;0.8,a/t=0.1~0.8的有限元数据,得到了适用于T型接头焊趾处半椭圆表面裂纹最深点和表面点的权函数。权函数的准确性,用有限元在裂纹面施加高阶载荷进行了验证,对于表面点和最深点,半长比a/c=0.2~0.8,a/t=0.1~0.8,权函数与有限元结果误差在8%以下。基于得到的权函数,计算了T型接头焊趾处半椭圆表面裂纹的残余应力强度因子Kres,并与有限元计算结果进行对比,对比误差在10%以下,表明新的权函数能很好地预测T型接头焊趾处的残余应力强度因子。     

ST1250钢丝绳芯输送带接头粘接工艺的改进

根据GB／T9770—2001对普通用途钢丝绳芯输送带的要求,ST1250钢丝绳芯输送带的钢丝直径为4．5mm,钢丝绳间距为12mm。在粘接ST1250钢丝绳芯输送带时可以制作一阶接头,最小阶梯长度为350mm,接头长度为650mm,带接头中钢丝绳中间填充胶条宽度不得小于1．5mm,见图1。     

T型焊接接头疲劳性能研究

T型焊接接头在船舶与海洋工程结构中广泛应用,研究T型焊接接头的疲劳性能对于提高船舶与海洋工程结构的强度具有重要意义.针对工程中常用的四种焊趾形式的T型焊接接头,利用有限元计算和模型试验两种方法对其疲劳性能进行了研究.结果表明,平面型焊趾是较优的T型接头焊趾形式.     

基于ANSYS的传动轴应力集中系数优化

针对非冰区船舶进行冰区改造轴系计算时传动轴的瞬时扭矩超出轴的极限扭矩的问题,提出一种通过优化法兰与轴的过渡圆角来减小轴应力集中系数的有限元计算方法.以208000 DWT散货船传动轴为例,进行法兰和轴的过渡圆角优化分析,结果表明,法兰和轴采用多圆弧连接形式比单圆弧连接形式更能有效减小轴的应力集中系数,且多圆弧过渡形式中过渡圆角和半径对应力集中系数有明显影响,通过有限元对过渡圆角和半径进行优化计算,得到了最佳的多圆弧连接方式.     

特殊用途重载轴承滚子型线参数的优选设计

针对一种特殊用途重载轴承在使用时存在边缘效应、局部应力较大和使用寿命较低的问题,建立轴承的详细接触分析有限元模型并进行验证。采用工程对数凸型对滚子型线参数进行优选设计,用Python程序实现滚子节点网格参数自动更新,实现多方案的自动分析。对不同型面修型参数和滚子圆角半径进行多方案计算,得到了优选方案,避免边缘效应,并使轴承滚子和内圈应力下降了15%以上,效果显著。