张立平
- 作品数：15 被引量：37H指数：3
- 供职机构：江苏徐州工程机械研究院更多>>
- 发文基金：江苏省自然科学基金国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：金属学及工艺更多>>
- 箱型梁焊接变形和应力三维数值模拟被引量：1
- 2017年
- 利用有限元分析手段模拟箱型梁结构吊臂的焊接过程,得到吊臂的焊后变形和残余应力分布,采用Metra SCAN激光扫描和盲孔法进行试验验证。结果表明:整体变形趋势为向内收缩,焊缝位置附近上翘变形,峰值位置位于起收弧位置,最大变形量1.66 mm;焊缝位置附近残余应力大,应力峰值为459.9 MPa。模拟结果与试验结果误差控制在0.5 mm以内,仿真结果与盲孔法测量结果吻合较好,误差为26.1%,满足工程应用要求,证明了模拟结果的准确性。
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- 关键词：箱型梁应力激光扫描
- 多层多道焊接残余应力与变形三维数值模拟被引量：9
- 2016年
- 大型复杂焊接结构件的主要接头形式为平板对接,开展对平板对接多层多道焊接三维数值模拟研究十分必要。通过控制网格尺寸和边界条件进行优化来平衡模拟精度和计算效率的问题,并采用试验测量和MSC.MARC有限元模拟相结合方法分析焊接残余应力与变形趋势。结果表明,该多层多道焊接数值模拟采用位移约束和弹簧约束混和边界条件,在焊缝最大网格尺寸为2 mm时,计算效率和精度匹配效果最佳,有限元计算结果与试验测量结果吻合良好,证明该有限元模型的合理性。
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- 关键词：数值模拟多层多道焊残余应力
- 等离子熔敷铁基合金涂层组织和性能被引量：1
- 2018年
- 分析不同成分下铁基合金熔敷层的组织和性能,为工业应用奠定基础。采用等离子喷焊设备制备铁基合金熔敷层,并对表面渗透探伤,检验表面裂纹。采用火花直读光谱仪检测熔敷层化学成分,分析化学成分对显微组织的影响。采用洛氏硬度计及销盘式摩擦磨损试验机检测硬度及磨损失重,分析显微组织对硬度及耐磨性的影响。结果表明,当Creq/Nieq值为0.26时,熔敷层表面出现裂纹。Creq和Nieq影响熔敷层显微组织,基体以奥氏体为主。5种合金堆焊层硬度均大于40 HRC,并且Creq/Nieq值与硬度及耐磨性没有线性关系。随着硬度的增加耐磨性提高,Fe5的耐磨性最好,磨损失重只有3.65g。但当硬度达到59 HRC时,耐磨性降低。因此熔敷层的化学成分特别是w(C)决定了显微组织,w(C)的增加使熔敷层出现M_7C_3等硬质相,硬度及耐磨性提高,当硬度达到一定值时,出现裂纹,硬质相易脱落,导致耐磨性下降。
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- 关键词：铁基合金等离子喷焊渗透探伤显微组织洛氏硬度耐磨性
- 不同横截面形式和焊道分布吊臂的焊接变形控制被引量：2
- 2017年
- 借助有限元分析手段对不同横截面形式和焊道分布吊臂的焊接过程进行模拟,分析得到了吊臂的焊后变形情况,采用Metra SCAN激光扫描仪对模拟结果进行了验证。结果表明:吊臂整体变形趋势为向内收缩,焊缝位置附近上翘变形,峰值位置均位于自由端面焊缝位置处;焊道上下分布比左右分布得到的焊接变形更小。综合考虑焊道设计、折弯、拼焊、制造成本等因素,吊臂横截面形式为五边形为宜,焊道上下分布合理。模拟结果与试验结果误差控制在0.5 mm以内,证明了模拟结果的准确性。
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- 关键词：截面形式有限元
- 焊道填充方法对焊接变形及焊接残余应力的影响被引量：2
- 2017年
- 在焊接数值模拟分析过程中,焊道的填充是必不可少的步骤,且不同的填充方式对计算收敛性及结果的精确性产生较大的影响。本文以大型有限元分析软件MSC.Marc为计算工具,分别采用生死单元法及静态单元法对平板对接接头进行多层多道焊有限元分析。结果表明:不同的焊道填充方式下的焊接仿真变形趋势与实际焊接变形趋势一致,焊接残余应力分布趋势也与实际情况相吻合,但是计算结果及计算的收敛性有一定的差异。
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- 关键词：比例系数
- 基于Hyper Mesh二次开发的对接接头焊接网格过渡方法被引量：2
- 2018年
- 为了保证焊接有限元模拟中的精度和效率,通常采用过渡性网格实现对焊缝区、热影响区及母材区的非均匀网格划分,导致网格划分时间长、效率低。依据网格过渡模版,利用TCL/TK语言对Hyper Mesh软件进行二次开发,编制对接接头过渡算法,并实现可视化的界面操作。实例表明,通过二次开发的方法进行网格划分,可减少前处理工作量,提高网格划分效率。
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- 关键词：TCL/TKHYPERMESH
- 不同点固焊形式对焊接变形和残余应力的影响被引量：3
- 2016年
- 借助有限元分析手段对不同点固焊形式的对接焊焊接过程进行模拟,经分析得到焊接变形和应力分布情况,采用实验手段验证试验结果。结果表明,点固焊位置相同,长度越长,获得的变形量越小;起、收弧的两端面点固焊变形在起、收弧两侧翘起,焊缝位置点固焊翘起的位置发生在与焊缝位置平行的两侧自由端;点固焊长度越长,仿真和实测结果的残余应力分布波动性越大;在起、收弧两端面点固焊获得的残余应力峰值最小;起、收弧两端面点固焊、点固焊2处残余应力值均降低,点固焊3处残余应力值增大。证明了有限元模型的正确性和有效性。
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- 关键词：残余应力
- Q890D高强钢中厚板焊接接头残余应力的有限元模拟被引量：4
- 2016年
- 对厚度为8mm的Q890D高强钢中厚板对接焊接接头中的残余应力进行了有限元模拟,重点分析了接头中残余应力的分布和大小,并采用X射线衍射法和盲孔法进行了试验验证。结果表明:焊接接头中的纵向残余应力在起、收弧位置表现为压应力,中间部分表现为拉应力,拉应力的峰值为823.4MPa;随着距焊缝距离增大,横向残余应力逐渐减小,且表现为拉应力;模拟结果与X射线衍射法的测试结果吻合得较好,误差为17.4%,证明了有限元模型的准确性。
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- 关键词：高强钢残余应力有限元模拟
- 基于阶梯模型的摆动焊接温度场数值模拟被引量：3
- 2014年
- 根据摆动焊接速度和方向的变化规律,建立了电弧摆动焊接适用范围更加广泛的阶梯模型,以Q345平板对接接头为研究对象,利用焊接模拟软件SYSWELD对摆动焊接过程的温度场进行数值模拟,获得了焊缝区瞬态温度场以及各节点的焊接热循环曲线.结果表明,电弧摆动阶梯模型的瞬态温度场形状与带状热源模型不同,当热源由中间向两边摆动时,阶梯模型的熔池呈头小尾大的椭圆形;电弧摆动阶梯模型的焊接热循环曲线也与带状热源模型不同,阶梯模型的焊接热循环曲线在加热和冷却过程中都会出现一个小波峰,表明焊缝在加热和冷却过程受到电弧摆动的影响.
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- 关键词：数值模拟温度场
- 单元类型对焊接数值计算精度的影响被引量：2
- 2016年
- 焊接数值模拟分析过程中,在保证网格质量的前提下,单元类型及网格类型的选择对计算结果的精确性产生明显影响。以大型有限元分析软件Marc为计算工具,采用四面体网格和六面体网格对平板对接接头进行离散,同时分别采用一阶单元和二阶单元进行分析。结果表明:四种单元类型下的焊接仿真变形趋势与实际焊接变形趋势一致,但是计算结果有较大差异。当焊接方法为MAG焊,网格尺寸为2 mm时,采用六面体8节点单元能较好地模拟焊接结构的变形情况。但是当焊缝位置网格尺寸发生变化时,如何选取单元类型需要进一步的分析。
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- 关键词：数值模拟焊接残余应力
