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工程机械减速机齿轮失效分析 被引量：3
1
作者 王灿 马国 张冬梅 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第20期254-256,共3页
某工程机械减速机二级行星齿轮发生了失效。为了探究齿轮失效的原因,对失效齿轮进行了解剖。并采用直读光谱仪、摆锤式冲击试验机、拉伸试验机、洛氏硬度计、显微硬度计及金相显微镜等设备,进行了成分、组织及力学性能检测,并对热处理... 某工程机械减速机二级行星齿轮发生了失效。为了探究齿轮失效的原因,对失效齿轮进行了解剖。并采用直读光谱仪、摆锤式冲击试验机、拉伸试验机、洛氏硬度计、显微硬度计及金相显微镜等设备,进行了成分、组织及力学性能检测,并对热处理工艺进行了分析。结果表明:失效齿轮的化学成分满足20Cr Mn Ti材料的要求;失效齿轮心部预备热处理不合适,强度达不到标准要求;渗碳热处理使齿面部位达到了硬度及渗碳深度的要求,但渗碳不均匀,齿轮侧面硬度达不到要求。齿轮侧面硬度低和耐磨性差是失效的主要原因。 展开更多
关键词 失效齿轮 化学成分 力学性能 组织 热处理
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压路机压轮焊接变形和残余应力的有限元模拟
2
作者 房元斌 王勇 +1 位作者 王灿 陆永能 《机械工程材料》 CSCD 北大核心 2017年第11期82-85,90,共5页
基于热弹塑性理论,借助有限元分析方法,建立了压路机压轮的有限元模型,模拟了压轮焊后的变形和残余应力分布;采用盲孔法测试了压轮的残余应力,并与模拟结果进行了对比。结果表明:两封口板发生焊后变形呈外凸状,最大变形量为5.732mm;压... 基于热弹塑性理论,借助有限元分析方法,建立了压路机压轮的有限元模型,模拟了压轮焊后的变形和残余应力分布;采用盲孔法测试了压轮的残余应力,并与模拟结果进行了对比。结果表明:两封口板发生焊后变形呈外凸状,最大变形量为5.732mm;压轮焊后起收弧位置和焊缝位置的残余应力大,应力峰值为416.40 MPa;随着距卷圆板自由边距离的增大,卷圆板直焊缝中心位置的残余应力先增大后减小再增大,残余应力测试值与模拟值较吻合,证明了模拟结果的准确性。 展开更多
关键词 压路机压轮 残余应力 有限元法 盲孔法
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超声冲击处理工艺对Q345焊接热影响区残余应力的影响 被引量：7
3
作者 马国 张立平 +5 位作者 刘夕 孟庆禹 吴斌 王勇 张升霞 杨超 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期208-212,共5页
目的降低Q345焊接热影响区的残余应力。方法假设Q345对接焊缝两侧热影响区对称位置的表面残余应力一致,并采用盲孔法测量进行验证。采用超声冲击设备对焊缝一侧热影响区进行不同工艺参数的冲击处理,并测量焊缝两侧的残余应力值。对比焊... 目的降低Q345焊接热影响区的残余应力。方法假设Q345对接焊缝两侧热影响区对称位置的表面残余应力一致,并采用盲孔法测量进行验证。采用超声冲击设备对焊缝一侧热影响区进行不同工艺参数的冲击处理,并测量焊缝两侧的残余应力值。对比焊缝两侧残余应力大小,并以消减率评价残余应力的消除效果。结果焊缝两侧热影响区对称位置的表面残余应力差值不超过最大主应力值的7.5%。超声冲击处理使热影响区的表面拉应力转变为压应力,消减率达到88%~130%。冲击时间一定,冲击电流的增大使残余应力消减率增大,但消减率增加的趋势变小。冲击电流一定,冲击时间增大时,残余应力的消减率变化不明显。结论可以认为焊缝两侧热影响区对称位置的应力值相等。提高冲击电流能够提高冲击力,使热影响区发生更大的塑性变形及位错结构变化,进而提高残余应力的消减率。但由于加工硬化的影响,消减率增加的趋势减小。超声冲击电流一定时,冲击力是一定的,提高冲击时间对消除率并没有明显的影响。 展开更多
关键词 焊接残余应力 超声冲击处理 盲孔法 消减率 热影响区表面
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不同拘束条件下坡口间隙对焊接变形的影响 被引量：6
4
作者 马国 蹤雪梅 +1 位作者 田艳峰 占小红 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期19-22,共4页
坡口间隙的存在及其在不同拘束条件下会对焊接变形产生不同影响.以平板对接多层多道焊为研究对象,将坡口间隙作为考虑因素添加到焊接数值模拟模型中,采用试验测量与焊接仿真相结合的方法,在不同拘束条件下研究坡口间隙对焊接变形的影响... 坡口间隙的存在及其在不同拘束条件下会对焊接变形产生不同影响.以平板对接多层多道焊为研究对象,将坡口间隙作为考虑因素添加到焊接数值模拟模型中,采用试验测量与焊接仿真相结合的方法,在不同拘束条件下研究坡口间隙对焊接变形的影响效果,为进一步利用数值方法解决焊接变形问题提供了参考依据.结果表明,相同拘束条件下,有无坡口间隙对焊接变形趋势影响并不明显,但对残余变形数值大小影响显著,且在弹簧拘束条件下焊接变形结果差别最大;被焊平板存在坡口间隙时,弹簧拘束条件下的模拟结果与自由状态下焊接试验获得的焊接变形结果最为一致. 展开更多
关键词 坡口间隙 多层多道焊接 拘束条件 焊接变形
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T750GJ高强钢焊接接头组织与力学性能研究 被引量：2
5
作者 马国 黄松 +1 位作者 张立平 王灿 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第23期239-241,245,共4页
采用ER50-6及SLD-70两种实芯焊丝分别对T750GJ高强钢进行焊接,并对焊接接头进行拉伸试验、弯曲试验、显微硬度试验及微观组织观察。试验结果表明,采用SLD-70焊丝焊接的接头强度高于ER50-6焊丝的,超过930MPa,断裂的位置在热影响区(HAZ);... 采用ER50-6及SLD-70两种实芯焊丝分别对T750GJ高强钢进行焊接,并对焊接接头进行拉伸试验、弯曲试验、显微硬度试验及微观组织观察。试验结果表明,采用SLD-70焊丝焊接的接头强度高于ER50-6焊丝的,超过930MPa,断裂的位置在热影响区(HAZ);两种焊接接头的塑性均良好,弯曲试验后无裂纹;由于热循环作用的影响,HAZ晶粒急剧长大,同时铁素体呈板条状聚集,两种焊接接头均出现软化;SLD-70焊丝更适于T750GJ钢的焊接。 展开更多
关键词 T750GJ高强钢 热影响区 力学性能 微观组织
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基于正交试验的T形接头焊接工艺优化 被引量：15
6
作者 房元斌 蹤雪梅 +2 位作者 张华清 殷咸青 张林杰 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期45-49,共5页
焊接变形可以直观地看到,控制变形手段也非常多.焊接残余应力分布复杂,关键位置残余应力大小对产品有着很大的影响.文中利用焊接数值模拟和试验相结合的手段,采用单因子和多因子正交试验相结合的设计方法,以焊接残余应力为评价指标,对T... 焊接变形可以直观地看到,控制变形手段也非常多.焊接残余应力分布复杂,关键位置残余应力大小对产品有着很大的影响.文中利用焊接数值模拟和试验相结合的手段,采用单因子和多因子正交试验相结合的设计方法,以焊接残余应力为评价指标,对T形接头焊接的工艺参数进行优化设计,获得了T形接头的残余应力分布状况.结果表明,拼焊间隙为2 mm以下时,焊缝宏观形貌满足要求;焊接速度对焊接残余应力的影响最为显著,其次为送丝速度和拼焊间隙.利用数值模拟和试验相结合的方法,优化了焊接工艺参数,降低了焊接残余应力的峰值,有效地减少了试验次数,节约了成本. 展开更多
关键词 工艺参数 正交试验 残余应力分布 焊接数值模拟
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热源加载方式对大型结构件变形和应力的影响 被引量：5
7
作者 房元斌 李连成 +2 位作者 张立平 陆永能 石俊 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第14期54-58,共5页
对大型结构件压轮的焊接过程进行数值模拟,分别采用双椭球热源和分段热源两种加载方式,得到了焊后压轮的变形和应力分布;同时采用三坐标和盲孔法残余应力测试仪进行了试验验证。结果表明:两种加载方式焊接变形趋势相同,双椭球热源加载... 对大型结构件压轮的焊接过程进行数值模拟,分别采用双椭球热源和分段热源两种加载方式,得到了焊后压轮的变形和应力分布;同时采用三坐标和盲孔法残余应力测试仪进行了试验验证。结果表明:两种加载方式焊接变形趋势相同,双椭球热源加载焊后变形峰值小,其值为4.179 mm;应力分布趋势相同,在焊缝位置附近应力较大,且应力峰值相同,峰值为338.6 MPa。两种加载方式的焊接变形和应力与试验结果误差均能控制在30%以内,满足工程应用要求,证明了模拟结果的准确性。双椭球热源加载的计算时间是分段热源加载的7.2倍,综合计算效率和精度考虑,分段热源加载在大型结构件计算具有重大的使用价值。 展开更多
关键词 热源加载方式 大型结构件 应力 计算效率
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振动时效在控制压轮残余应力中的应用 被引量：1
8
作者 房元斌 王灿 王季 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第17期223-227,共5页
借助有限元分析手段对某型压路机压轮的焊接过程进行模拟,得到了焊后压轮的残余应力分布。采用盲孔法对压轮振动时效前后残余应力进行了测试与评价,并对模拟结果进行了验证。结果表明:压轮焊后焊缝位置附近残余应力大,峰值为338.6 MPa... 借助有限元分析手段对某型压路机压轮的焊接过程进行模拟,得到了焊后压轮的残余应力分布。采用盲孔法对压轮振动时效前后残余应力进行了测试与评价,并对模拟结果进行了验证。结果表明:压轮焊后焊缝位置附近残余应力大,峰值为338.6 MPa。起弧位置的应力小于收弧位置,封口板焊缝与卷圆板焊缝交叉位置的残余应力呈下降趋势。残余应力分布的模拟结果与试验结果吻合得较好,误差为19%,证明了模拟结果的准确性。设计支撑块宽度为60mm;4点支撑在振动平台上呈矩形布置,沿压轮轴线方向的长边距离为1090 mm;垂直于压轮轴线方向的短边距离为935 mm。振动时效后压轮的最大残余应力下降明显。 展开更多
关键词 压轮 残余应力 有限元 振动时效
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Solid-shell混合模型在焊接仿真分析中的应用 被引量：1
9
作者 张立平 纪昂 +2 位作者 卢长煜 马国 占小红 《热加工工艺》 北大核心 2019年第9期230-232,237,共4页
将Solid-shell混合单元模型应用到某大型结构件的焊接仿真分析中,并与整体Solid单元模型进行对比。结果表明,远离焊缝区域采用shell单元不影响结构件的焊接变形,其最大变形所在位置与采用Solid单元模型的基本相同且变形量误差小于10%。... 将Solid-shell混合单元模型应用到某大型结构件的焊接仿真分析中,并与整体Solid单元模型进行对比。结果表明,远离焊缝区域采用shell单元不影响结构件的焊接变形,其最大变形所在位置与采用Solid单元模型的基本相同且变形量误差小于10%。二者的焊后残余应力分布基本一致,Solid-shell单元模型焊缝周边的等效应力分布范围稍小于Solid单元对应的分布范围。另外混合模型的应用可以有效降低网格划分时间和计算时间。 展开更多
关键词 焊接仿真 Solid-shell单元 焊接变形 焊接残余应力
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应变模型对薄板面外变形的影响 被引量：1
10
作者 张立平 纪昂 +1 位作者 陈明刚 占小红 《热加工工艺》 北大核心 2019年第5期241-244,255,共5页
在焊接数值模拟过程中,是否考虑几何非线性对计算结果有较大的影响。基于Ansys有限元软件,以5mm厚的Q550低碳钢薄板MAG对接接头为例,采用热弹塑性有限元法考虑材料的非线性及几何非线性的影响,模拟分析焊接过程中的焊接变形。同时,采用... 在焊接数值模拟过程中,是否考虑几何非线性对计算结果有较大的影响。基于Ansys有限元软件,以5mm厚的Q550低碳钢薄板MAG对接接头为例,采用热弹塑性有限元法考虑材料的非线性及几何非线性的影响,模拟分析焊接过程中的焊接变形。同时,采用试验的方法测量焊接接头的面外变形。结果表明:考虑几何非线性的数值计算结果与实验测试结果十分吻合,验证了模型的正确性。 展开更多
关键词 焊接仿真 几何非线性 面外变形 纵向残余应力
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