MMCp颗粒涂层的细观力学优化设计

两相模型曾被用来分析SiCp颗粒增强的Al基复合材料在制备（冷却）过程中的热残余应力，但该模型无法计入颗粒之间的相互作用影响．本文在其过去提出的三相模型，并利用等效介质的物理特性，给出了计入颗粒浓度影响的MMCp界而残余应力的解析解的基础上，引入界口涂层以消除热残余应力，并对颗粒涂层的厚度与选材，利用细观力学原理进行优化设计，从而大大削弱直至完全可以消除界面处热残余应力的影响。     

5052铝合金搅拌摩擦焊残余应力场数值模拟研究

针对目前铝合金搅拌摩擦焊的焊后残余应力过大，且内部残余应力难以测量的现象，课题组提出了基于热弹塑性法和顺序热力耦合方式的搅拌摩擦焊应力模拟的热源模型、边界条件模型和有限元模型，采用正交设计的方法对影响残余应力3个主要因素进行数值模拟的设计，并对模拟结果进行试验验证。模拟与试验结果均表明合适的焊接参数（转速取1 000 r·min-1，焊速取120 mm·min-1，预热时间取3 s）能有效减小5020铝合金搅拌摩擦焊的焊后残余应力，且数值模拟得到残余应力与实际焊后残余应力结果较为吻合。     

注塑制品残余应力的分析与计算

注塑制品已广泛应用于生活、生产等各个方面，注塑制品的残余应力是决定制品形状、表面质量、使用性能的主要因素。注塑制品的残余应力有两个来源：一个是流动残余应力。一个是热残余应力。结合熔体在注塑过程中的粘弹性变化特点。分析了注塑制品残余应力的产生原因和影响因素，给出了残余应力的计算方法。研究残余应力的产生机理对改善成型加工工艺条件、提高产品质量、降低废品率具有重要意义。     

工艺参数对防眩板注射残余应力的影响分析

残余应力会导致注塑制品出现应力痕、应力开裂,翘曲变形和后变形等问题,进而影响制品寿命,光学性能,电学性能和物理性能等。以防眩板为模型,利用Moldflow 软件采用有限元方法,系统分析了模具温度、熔体温度、注射速率、保压压力及玻璃纤维含量对残余应力的影响。结果表明,随注射速率和模具温度的增加残余应力增加,随保压压力、玻璃纤维含量和熔体温度的增加残余应力减小,但各因素对残余应力的影响并不一样,按其敏感程度依次是熔体温度、玻璃纤维含量、保压压力、注射速率及模具温度。     

钛合金薄壁件切削力与残余应力研究

以钛合金薄壁件为研究对象,建立35°菱形车刀切削钛合金薄壁件的有限元模型。设计5因素4水平正交试验,使用直观分析法获得了刀具圆角、刀具前角、切削速度、进给速度、切削深度工艺参数对钛合金薄壁件切削力、残余应力的影响权重。利用控制变量法拟合了切削力经验公式,并获得了单次切削后切削深度和进给量对残余应力分布状态的影响规律。研究结果表明：影响钛合金薄壁件端面车削切削力的主要因素为切削深度,影响钛合金薄壁件轴向残余应力的主要因素为进给量;大圆角半径结合大切深车削和小圆角半径结合低进给量车削可有效控制表层最大残余应力位置,并降低工件残余应力。     

管道环焊缝接头焊接残余应力预测

本文利用ADINA非线性分析有序元程序,对低碳钢管道环焊缝接头焊接残余应力进行计算。在热弹塑性有限元分析模型中考虑了材料热物理和力学性能依赖于温度变化,计算预测结果表明：在管道接头内表面焊缝中心及近缝区轴向和环向残余应力均为拉应力;随离开焊缝距离的增加,逐渐过渡为压应力。在管道接头外表面焊缝中心处的轴向残余应力为压应力,而环向残余应力为拉应力,计算预测值与实测值基本一致,表明有限元法能够经济而有效地预测管道环焊缝接头的焊接残余应力。     

表面完整性对18CrNiMo7-6合金钢机械性能的影响

关键构件机械性能的影响因素有很多,如表面形貌、表面应力集中以及表面残余应力状态等。对18CrNiMo7-6合金钢同一工艺下的拉伸试样表面形貌和残余应力进行了测量,得到试样表面应力集中系数。通过拉伸试验,研究了表面形貌、应力集中系数和残余应力对18CrNiMo7-6合金钢拉伸试样机械性能的影响。试验结果表明:随着表面粗糙度、表面应力集中系数的增大,试样的屈服强度和抗拉强度降低;残余拉应力对试样的屈服强度影响不大。通过有限元ANSYS软件仿真分析,得到了拉伸试样的应力-应变曲线,仿真结果表明:残余应力并不影响材料的拉伸应力-应变曲线和机械性能。     

塔机主臂杆三维裂纹应力强度因子的计算

采用三维裂纹奇异单元列式方法对含纵向闭合裂纹塔机主臂杆接头部位进行了应力分析和应力强度因子的计算,分析了焊接残余应力对塔机主臂杆母材强度、环向拉应力和应力强度因子的影响。     

考虑焊接残余应力下的索梁锚固结构主焊缝受力性能分析

赣江特大桥主桥为跨度300 m的双塔混合结合梁斜拉桥,该桥型系首次在高速铁路上应用,主跨的钢混结合梁索梁锚固系统采用新型锚拉板式结构,其结构形式和施工工艺都进行了较大改进。索梁锚固结构采用焊接工艺,锚固位置受力较为复杂,施焊后焊接残余应力较大。为研究该区域主焊缝受力性能,采用有限元软件ANSYS分别建立锚拉板结构的节段模型和主要受拉焊缝的热-结构耦合模型,对该锚拉板结构连接部位进行考虑焊接残余应力下的受力性能分析。结果表明,焊缝中间区域的最大残余应力未达到屈服,其两侧区域的应力值较小而能够承担较大的外力,焊缝的整体处于弹性工作状态,具有一定的安全储备,但是在设计施工与后期运营中应予以特别重视。     

套管抗挤强度分析及计算

为提高套管挤毁压力预测精度，应用统计方法对213根套管全尺寸挤毁试验数据进行了方差分析，研究了外径不圆度、壁厚不均度、残余应力等因素对套管抗挤强度的影响。分析结果表明，径厚比、屈服强度是套管抗挤强度的主要因素，不圆度、壁厚不均度、残余应力等因素对套管抗挤强度的影响呈随机性分布。利用有限元方法对外径不圆度、壁厚不均度和残余应力的不同位置组合进行了模拟分析。结果表明，数值相同的外径不圆度、壁厚不均度及平均残余应力组合不同时，套管的挤毁压力相差很大。最后提出了一个套管抗挤强度计算公式，计算简单，精度可满足工程要求。     

TC4钛合金焊后电子束局部热处理残余应力有限元分析

针对TC 4钛合金电子束焊接及焊后局部热处理过程,采用AN SY S非线性有限元程序,模拟了TC 4钛合金电子束焊态和焊后电子束局部热处理的实际焊接温度场以及焊接接头应力场的变化和残余应力的分布.主要研究了焊后电子束局部热处理工艺对焊接接头残余应力的影响规律.结果表明,焊后电子束局部热处理可以降低焊缝及近缝区的残余应力峰值,并可使应力重新分布,即应力峰值点向母材扩展.     

压力容器焊接残余应力测试与研究

本文对焊接残余应力存在的危害及其消除的意义进行了探讨,对焊接残余应力产生的机理及其分布规律进行了研究。     

粘弹性流体驱替残余油微观力计算

为进一步探索聚合物的弹性对残余油的驱替机理， 选取上随体 Maxwell 本构方程， 建立粘弹性流体在微孔道中的流动方程。在应力张量理论基础上， 计算作用在残余油膜上的水平偏应力差。分析、 对比不同流变性流体、 油膜宽度及压力梯度对作用在残余油膜上的水平偏应力差的影响。结果表明： 在油田生产实际平均压力梯度为 0.02 MPa/m 的情况下， 水、 幂律流体 （ n = 0.6 ） 、 粘弹性流体 （ We= 0.3） 三者作用于残余油膜上的水平偏应力差的比值约为 1：10：25， 即粘弹性流体 （ We= 0.3） 驱油时对油膜的驱动力大约是水驱的25 倍。进一步从理论上证明了粘弹性流体能够提高微观驱油效率这一结论。     

局部激光表面处理对7075铝合金疲劳性能影响的研究

7075铝合金以其独特的性能广泛应用于载运工具各个行业中,但是,铝合金在焊接后会出现疲劳强度降低的现象,这对载运工具的安全性产能生了消极影响。针对这一现象,采用局部激光表面处理法来改善7075铝合金的疲劳性能。对未处理试样和局部激光表面处理后试样的疲劳裂纹扩展速率的研究表明,局部激光表面处理能有效降低疲劳裂纹扩展速率,提高疲劳寿命。ANSYS有限元残余应力分析及硬度试验表明,局部激光表面处理后试样上形成的残余应力场和局部软化现象是疲劳裂纹扩展速率降低的主要因素。     

爆轰自增强弹塑性动力分析

用Hopkinson拉、压杆装置测试了43CrNi2MoVA钢的动态力学性能,根据该材质的动态本构关系及爆轰冲击波压力曲线对厚壁圆筒的爆轰自增强过程进行了非线性动态有限元分析,得到了各部位在不同爆轰冲击压力下的应力、位移、速度等随时间的变化规律及塑性变形区尺寸。最后,用Sachs内层逐次剥层法对爆轰后所产生的残余应力进行了测定,并对爆轰法和静液压法自增强所形成的残余应力进行了对比分析。     

基于Moldflow和ANSYS的防眩板有限元分析

通过设计防眩板3种不同的浇口位置和数量,利用Moldflow软件模拟其注塑成型过程,获得各有限单元精确的材料属性和残余应力分布情况,然后导入ANSYS软件进行结构受力分析。结果表明,浇口的位置和数量将影响注塑件的纤维取向、熔接痕等,进而影响防眩板的应力分布和变形状态。因此,为了更精确地分析注塑件的受力和变形,必须考虑注塑成型过程和模具设计的影响。     

不锈钢真空钎焊管板连接微观特征及残余应力有限元分析

采用拉伸试验机对304不锈钢管板结构真空钎焊强度进行了试验,运用金相和EDS方法分析了钎焊接头的微观组织特征。运用有限元ANSYS软件对微小尺寸不锈钢管板结构在真空钎焊过程中产生的残余应力进行了模拟。结果表明,应力集中出现在管板连接钎焊接头处,有限元分析获得了该处的残余应力分布规律。