坯料尺寸对等径角挤压材料变形的影响

研究了坯料尺寸对等径角挤压材料等效应变及单位挤压力的影响.采用有限元法分析了不同尺寸坯料在不同摩擦条件下等径角挤压后的等效应变大小、分布与单位挤压力.结果表明,在坯料尺寸相同的情况下,随着摩擦系数的增大,坯料横截面上的等效应变略有增加,单位挤压力明显增加.在摩擦系数相同的情况下,不同尺寸坯料横截面上的等效应分布和大小基本一致,单位挤压力随坯料尺寸的增加而下降.这表明只要采用合理的润滑和模具结构,利用等径角挤压工艺可以制备出满足工业化应用要求的大块体超细晶材料.     

角焊缝角变形产生机制的研究

以T形焊接接头为算例,用有限元数值计算方法研究了六个固有应变分量各自对角焊缝角变形的作用效应,发现导致角变形产生的主要因素是与焊缝平行的平面内垂直于焊缝方向的固有剪切应变分量;将该固有剪切应变分量以均匀和非均匀两种分布形式施加在焊缝区,发现只有非均匀分布的固有剪切应变使焊接接头产生角变形.由此可知:角焊缝角变形产生的主要原因是在焊缝及其附近区域不均匀分布的固有剪切应变分量,而不是板厚方向上非均匀分布的横向固有正应变分量.此结论指出了关于焊接角变形产生机制的传统思维的认识误区,对研究预测角焊缝角变形简化方法具有指导意义.     

预测角焊缝角变形的剪切固有应变法

基于一系列有限元数值实验,提出了角焊缝剪切固有应变分量的抛物面分布模型,并总结出模型表达式中各待定参数以及整体修正系数的经验公式.在此基础上,进一步提出了一种用于预测角焊缝角变形的线弹性简化方法,即剪切固有应变法.对T形接头和加筋板的角焊焊接实验证实了该方法对角焊缝角变形的预测结果具有一定的工程价值.     

应用固有应变法计算焊接变形时材料模型的选择研究

分别采用理想弹塑性模型和双线性强化模型,推导出各自的固有应变计算公式,研究不同材料模型对于焊接结构变形的影响。研究结果表明,两种固有应变计算公式所预测的变形结果之间相对误差较小,即不同材料模型的选择对预测结构焊接变形的影响可以忽略。     

船体分段焊接变形仿真

船体分段在焊接过程中产生的焊接变形会使船体结构强度降低,然而精确预测和控制焊接变形是个难题.文章提供了准确预测焊接变形的固有应变等效载荷法.这种方法运用有限元法结合固有应变理论以及实验结果对焊接变形进行分析:引入简化的弹-塑性分析杆-弹簧模型,通过分析得到固有应变受焊接区域约束度及最高温度分布情况的影响;将固有应变转化为等效载荷,应用弹性有限元分析求得整个结构的焊接变形.计算结果与LEECH计算及实验结果吻合较好.     

T型焊接结构的角变形控制

T型焊接在船舶结构中的应用是非常广泛的.T型接头附近局部的加热及冷却使被焊结构产生残余应力及角变形.目前在船厂精度控制中,通常采用构件焊接后对某些部位进行火工校正的方法来控制残余角变形.论文提供了另外一种有效控制结构残余角变形的方法:对结构焊前施加弹性的反向角变形.文中首先利用热弹塑性有限元来模拟未施加反变形的结构的焊接过程,以估算残余角变形;然后模拟施加了弹性反变形的结构的焊接过程,并计算此时结构的残余角变形,以最终确定构件所需要的弹性反向角变形值.施加了弹性反向角变形的构件在焊接后无需进行火工校正.     

基于数学建模的船体变形角研究

船舶在航行过程中并不能将其看成是一个刚体,船体会受到光照、风浪流等因素的影响,产生不同程度上的变形。本文根据影响船体变形因素的性质不同,将船体产生的变形角分为静态变形角和动态变形角。然后通过Matlab进行仿真,在仿真过程中利用卡尔曼滤波法进行船体动态变形角的估计,实验结果表明本文算法能够精准地估计出船体的动态变形角。     

预测船体分段焊接变形方法概述

船体分段在焊接过程中产生的焊接变形会使船体结构强度降低,精确预测和控制焊接变形是现代造船工艺的要求.焊接变形分析方法包括实验法、解析法、数值分析法、等效载荷法等,常用的是后两种方法.数值分析法采用热弹-塑性有限元模型精确模拟焊接现象,但计算工作量大;等效载荷法计算焊接区域的固有应变,并将其转化为等效载荷,进而应用弹性有限元分析求得整个结构的焊接变形.     

船体变形及其对舰载红外警戒系统测角的影响

船体变形会对舰载红外警戒系统获得的目标测角数据的精度造成影响。分析船体变形的模型,给出典型情况下船体变形的大小,进一步推导船体变形与舰载红外警戒系统测角精度之间的数学关系。由于船体变形对测角影响很大,给出采用局部捷联基准来减小船体变形影响的建议。     

基于 DEFORM 的正挤结合侧挤大变形工艺研究

等径角挤压被认为是最具工业化应用前景的大塑性变形技术之一,但其局限限制了其工业化应用。文中在常规等径角挤压技术的基础上提出了一种正挤压结合侧向挤压新工艺,采用DEFORM-2D软件对该新工艺进行了数值模拟。结果表明：这种新型工艺具有单道次变形量大且均匀的特点,为高效制备大尺度块体超细晶材料提供了新途径,但挤压时所需载荷也较大。因此,需通过进一步的工艺参数优化,为模具设计和选材提供一定的保障。     

基于ANSYS/LS-DYNA软件的水下钻孔爆破数值模拟

结合ANSYS/LS-DYNA对水下钻孔爆破进行数值模拟分析,建立水介质轴向不耦合和空气轴向不耦合单孔钻孔爆破模型,对岩石爆破破碎机理进行研究。通过数值模拟进一步验证了水介质不耦合装药结构较空气不耦合装药结构爆破的优越性,能量利用率得到较大提高,同时得到了在水介质不耦合状态下的最佳水下钻孔爆破装药结构形式。对于航道整治、港口码头建设中涉及水下炸礁工程应用具有一定的参考价值。     

侧限固结时应力比对粗粒土变形的影响

粗粒土侧限变形特性是量化港口填料在不同荷载作用下沉降的重要依据。基于12组不同应力比侧限固结试验,得出侧限条件下加卸荷次数及应力比对粗粒土应变增量的变化趋势,建立粗粒土应变及塑性应变计算模型,并在二维及三维空间下验证了所建模型合理性。结果表明,堆载应力在土体中存在最大影响深度;当应力比相同时,侧限条件下应变增量及塑性应变增量与增量荷载数值无关。粗粒土受荷载循环作用时应变及塑性应变随应力比增大均呈指数函数变化,且其界限应力比处于2. 124～2. 461。建议在港口施工填筑时对地基上部进行多次强夯加固处理,营运阶段应控制最大堆载量并均匀平铺堆场,以降低填筑区的不均匀沉降量。     

焊接残余应力对深潜器耐压球壳承载能力的影响

耐压球壳通常采用焊接方式将两个半球壳连接成整球,在焊缝处产生的接近材料屈服强度的焊接残余应力对球壳的承载能力有多大的影响,是否需要做焊后消除残余应力处理,将直接影响球壳的安全性和生产成本。而现有对球壳极限强度计算,无论是理论计算还是数值计算,均只考虑了球壳初始缺陷中的几何缺陷对球壳极限强度的影响。该文将在现有的耐压壳极限强度设计公式基础上,采用数值计算的方法对耐压球壳的焊接过程进行数值模拟,得到焊后球壳的焊接残余应力分布,并在此基础上考虑残余应力对球壳极限强度的影响,结果表明,对于大潜深厚球壳,焊接残余应力对耐压球壳承载能力影响不显著,为大深度潜器耐压球罐是否需做焊后消除残余应力处理提供了一定的参考依据。