發(fā)布時(shí)間：2017-08-11 07:07

  本文關(guān)鍵詞：隨焊超聲沖擊消除焊接殘余應(yīng)力的有限元分析

  更多相關(guān)文章： 隨焊超聲沖擊 力載荷 工藝參數(shù) 殘余應(yīng)力

【摘要】：殘余應(yīng)力以及變形對(duì)工件的使用性能和壽命有很大的影響,如何消除焊接殘余應(yīng)力以及變形一直是焊接領(lǐng)域中研究的熱點(diǎn)。超聲沖擊技術(shù)消除焊接殘余應(yīng)力及變形在近年來(lái)得到了廣泛的應(yīng)用,本文在原有超聲沖擊的基礎(chǔ)上結(jié)合隨焊錘擊消除應(yīng)力的原理提出了正面隨焊超聲沖擊的方法,并通過(guò)施加力載荷的方式實(shí)現(xiàn)了該方法的數(shù)值模擬,研究結(jié)果對(duì)于揭示正面隨焊超聲沖擊的機(jī)理,促進(jìn)其應(yīng)用具有重要的意義。本文提出了以力載荷作為加載載荷的超聲沖擊數(shù)值計(jì)算方法,編寫(xiě)了與熱源隨動(dòng)的力載荷函數(shù),力載荷的大小、移動(dòng)速度及與熱源的距離等因素均可進(jìn)行調(diào)整。這種載荷可以很方便地改變加載的頻率,更貼合隨焊超聲沖擊的本質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這種方法是有效可行的。對(duì)無(wú)應(yīng)力板進(jìn)行了超聲沖擊模擬計(jì)算,得到了沖擊過(guò)程中應(yīng)力及變形的變化規(guī)律及沖擊完成后應(yīng)力與變形的分布。沖擊過(guò)程中,沖擊區(qū)域的應(yīng)力不斷降低,宏觀變形程度不斷增加,當(dāng)力載荷遠(yuǎn)離后,應(yīng)力及變形均發(fā)生了一定程度的回復(fù)。整個(gè)沖擊過(guò)程完成后,在工件表面,沿力載荷移動(dòng)軌跡產(chǎn)生了塑性變形,形成了一定的凹陷。探究了沖擊溫度、沖擊位置及沖擊頻率對(duì)殘余應(yīng)力消除效果的影響,計(jì)算結(jié)果表明,隨焊超聲沖擊的應(yīng)力消除效果并不是隨溫度單調(diào)變化的,在可進(jìn)行沖擊的溫度范圍內(nèi),存在某一溫度能使得沖擊效果到達(dá)最佳；當(dāng)超聲沖擊位置改變時(shí),最大壓應(yīng)力總是出現(xiàn)在沖擊區(qū)域,在其余工藝條件相同的情況下,超聲沖擊位置處于焊趾時(shí)的應(yīng)力消除效果比焊縫進(jìn)行沖擊時(shí)整體的應(yīng)力狀態(tài)更好；沖擊頻率對(duì)應(yīng)力消除效果也有較大的影響。在實(shí)際的生產(chǎn)中若能有效的利用有限元計(jì)算的結(jié)果,再結(jié)合少量的實(shí)驗(yàn)即可有效的實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)的優(yōu)化。
【關(guān)鍵詞】：隨焊超聲沖擊 力載荷 工藝參數(shù) 殘余應(yīng)力
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG404
【目錄】：

• 摘要9-10
• ABSTRACT10-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 選題意義11-12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 焊接殘余應(yīng)力及其消除方法12-13
• 1.2.2 錘擊對(duì)殘余應(yīng)力的影響13-14
• 1.2.3 超聲沖擊技術(shù)14-17
• 1.3 SYSWELD應(yīng)用現(xiàn)狀17-18
• 1.4 研究思路及內(nèi)容18-19
• 第2章 計(jì)算原理及計(jì)算方法介紹19-33
• 2.1 溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)的計(jì)算原理19-22
• 2.1.1 溫度場(chǎng)的計(jì)算原理19-20
• 2.1.2 應(yīng)力場(chǎng)的計(jì)算原理20-22
• 2.2 SYSWELD軟件簡(jiǎn)單介紹22-23
• 2.3 有限元模型的建立23-27
• 2.3.1 網(wǎng)格的劃分23-25
• 2.3.2 熱源模型及散熱條件的確定25-27
• 2.4 材料庫(kù)的建立27-30
• 2.5 力載荷模型30-31
• 2.6 本章小結(jié)31-33
• 第3章 無(wú)應(yīng)力板的超聲沖擊模擬33-47
• 3.1 計(jì)算條件設(shè)置33-34
• 3.2 變形的分布及隨時(shí)間變化規(guī)律34-38
• 3.2.1 變形的分布34-36
• 3.2.2 變形隨時(shí)間的變化規(guī)律36-38
• 3.3 應(yīng)力的分布及隨時(shí)間的變化規(guī)律38-44
• 3.3.1 應(yīng)力的分布38-42
• 3.3.2 應(yīng)力隨時(shí)間的變化規(guī)律42-44
• 3.4 本章小結(jié)44-47
• 第4章 力載荷模型的驗(yàn)證47-59
• 4.1 計(jì)算條件設(shè)置47-50
• 4.1.1 力載荷施加位置的確定47-49
• 4.1.2 時(shí)間步長(zhǎng)的確定及設(shè)置方法49-50
• 4.2 溫度場(chǎng)結(jié)果分析50-53
• 4.3 應(yīng)力結(jié)果及分析53-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第5章 沖擊工藝參數(shù)對(duì)隨焊超聲沖擊的影響59-71
• 5.1 沖擊溫度對(duì)超聲沖擊效果的影響59-65
• 5.1.1 溫度場(chǎng)及沖擊溫度的確定60-61
• 5.1.2 沖擊結(jié)果的分析61-65
• 5.2 沖擊位置對(duì)隨焊超聲沖擊的影響65-67
• 5.3 力載荷頻率的加載67-69
• 5.3.1 力載荷表達(dá)式的確定67-68
• 5.3.2 時(shí)間步長(zhǎng)的確定68
• 5.3.3 應(yīng)力結(jié)果分析68-69
• 5.4 本章小結(jié)69-71
• 第6章 結(jié)論與展望71-73
• 6.1 結(jié)論71
• 6.2 展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-79
• 致謝79-80
• 附件80

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