發(fā)布時間：2021-06-26 07:17

　　結(jié)構(gòu)部件在焊接加工制造過程中不可避免地會產(chǎn)生殘余應(yīng)力,且此類部件長期在高溫、高壓以及交變載荷等復(fù)雜工況下運行時,焊接殘余應(yīng)力下的蠕變疲勞交互的力學(xué)行為尚未明確。采用熱力耦合的方法模擬了316L不銹鋼焊板的焊接殘余應(yīng)力,并以試驗測定的殘余應(yīng)力值驗證了模擬的正確性。以殘余應(yīng)力在高溫疲勞作用下的釋放作為對比,分析了焊接殘余應(yīng)力在高溫蠕變疲勞交互作用下的釋放規(guī)律。結(jié)果表明,焊接殘余應(yīng)力在高溫疲勞作用下緩慢釋放,而在蠕變疲勞交互作用下快速釋放后趨于穩(wěn)定狀態(tài)。并解釋了其釋放機理。編譯蠕變疲勞交互損傷FORTRAN子程序,用以分析殘余應(yīng)力下的蠕變疲勞交互損傷,并以不考慮殘余應(yīng)力的蠕變疲勞交互損傷作為對比,闡明了殘余應(yīng)力對蠕變疲勞交互損傷的影響。通過對焊接殘余應(yīng)力下的蠕變疲勞交互力學(xué)行為進行研究,為準(zhǔn)確預(yù)測焊接接頭的高溫力學(xué)性能提供理論依據(jù),對含焊接結(jié)構(gòu)的高溫設(shè)備設(shè)計具有重要意義。 

【文章來源】：熱加工工藝. 2020,49(21)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

試樣尺寸及殘余應(yīng)力試驗測量位置分布(mm)

三維焊接殘余應(yīng)力的計算采用有限元熱力耦合的方法，網(wǎng)格采用C3D8R，如圖2所示，焊接接頭及其附近過渡性細(xì)化網(wǎng)格，共有23400個單元、30058個節(jié)點。焊接熱源采用Goldak[15]雙橢球熱源模型，由FORTRAN程序編譯的ABAQUS DFLUX用戶子程序?qū)崿F(xiàn)。316L的熱物理性能參數(shù)如表1所示[6]。

P1路徑的初始?xì)堄鄳?yīng)力的試驗與有限元分析結(jié)果如圖3所示，P1路徑橫向殘余應(yīng)力在焊縫中心壓應(yīng)力約為-41 MPa，在熱影響區(qū)(HAZ)快速增大，達到170MPa，然后隨著路徑下降。P1路徑縱向殘余應(yīng)力在焊縫中心為拉應(yīng)力，最大應(yīng)力在HAZ為166MPa，在距離焊縫中心10 mm處達到最大壓應(yīng)力-113 MPa，最后趨近于0 MPa。模擬與試驗結(jié)果有較好的一致性，驗證了焊接殘余應(yīng)力有限元數(shù)值模擬的正確性。3.2 高溫疲勞載荷下焊接殘余應(yīng)力的釋放

【參考文獻】：
期刊論文
[1]焊接殘余應(yīng)力對焊接接頭蠕變性能的影響[J]. 張國棟,周昌玉.  焊接學(xué)報. 2007(08)

碩士論文
[1]P91鋼蠕變—疲勞裂紋擴展速率及擴展規(guī)律研究[D]. 秦敬芳.華東理工大學(xué) 2015
[2]316L鋼高溫疲勞蠕變共同作用下裂紋擴展速率研究[D]. 陸曉燕.浙江工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號：3250897