焊接接頭處的焊接殘余拉伸應(yīng)力是降低接頭疲勞強(qiáng)度的重要原因,本研究依據(jù)奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體時(shí)體積膨脹受到周?chē)鷱椝苄曰驈椥越饘傧拗贫a(chǎn)生相變應(yīng)力的原理研究抵消拉伸殘余應(yīng)力提高焊接接頭疲勞性能的焊接措施。同時(shí)在進(jìn)行一系列不同材料和焊接接頭的疲勞試驗(yàn)后,從理論到實(shí)踐研究該措施的效果及影響因素。因不需增加焊后加工工序,具有應(yīng)用前景。 2100433B
批準(zhǔn)號(hào) |
50175079 |
項(xiàng)目名稱 |
相變應(yīng)力及其改善焊接結(jié)構(gòu)疲勞性能的應(yīng)用研究 |
項(xiàng)目類別 |
面上項(xiàng)目 |
申請(qǐng)代碼 |
E0508 |
項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 |
霍立興 |
負(fù)責(zé)人職稱 |
教授 |
依托單位 |
天津大學(xué) |
研究期限 |
2002-01-01 至 2004-12-31 |
支持經(jīng)費(fèi) |
20(萬(wàn)元) |
控制變形及減小消除焊接應(yīng)力的方法 一、控制焊接變形的方法 1、設(shè)計(jì)措施 (1)選擇合理的焊縫尺寸: 焊縫尺寸增加,變形隨之增大,但是過(guò)小的焊縫尺寸將降低結(jié)構(gòu)的承載能力,并使焊接接頭的冷卻速度加快,熱影...
焊接結(jié)構(gòu)工藝性設(shè)計(jì)有哪些要求
焊接結(jié)構(gòu)的工藝性設(shè)計(jì)一般有較多要求,大致可以提出如下要求:焊縫布置的設(shè)計(jì),1)要盡量布置在便于焊接的位置;2)要盡量布置在平焊的位置;3)焊縫布置要有利于減少焊接應(yīng)力與變形;焊接方法選擇,根據(jù)工件的尺...
焊接應(yīng)力分為焊接瞬時(shí)應(yīng)力和焊接殘余應(yīng)力,焊接瞬時(shí)應(yīng)力足夠大時(shí)會(huì)導(dǎo)致焊接過(guò)程中的變形這也就是為什么焊接時(shí)采用工裝固定還有合理的焊接工藝的原因;焊接殘余應(yīng)力是熔池金屬冷卻凝固以及熱響應(yīng)區(qū)金屬冷卻產(chǎn)生的應(yīng)力...
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評(píng)分: 4.6
綜述了近年來(lái)焊趾熔修技術(shù)在改善焊接接頭疲勞壽命方面的研究現(xiàn)狀,并對(duì)最新研究成果與該技術(shù)的研究進(jìn)展進(jìn)行總結(jié)。指出了目前在該領(lǐng)域存在的問(wèn)題與不足,最后對(duì)提高焊接接頭疲勞壽命的研究方向和工作重點(diǎn)進(jìn)行展望。
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評(píng)分: 4.5
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相變應(yīng)力是由于某些合金在凝固后冷卻過(guò)程中產(chǎn)生相變,隨之帶來(lái)體積尺寸變化,或熱 理過(guò)程中因工件不同部位組織轉(zhuǎn)變不同步而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,不同部位在不同時(shí)間內(nèi)發(fā)生相變所致。
定義解釋
鑄造應(yīng)力包括熱應(yīng)力、相變應(yīng)力及收縮應(yīng)力三種。各種應(yīng)力產(chǎn)生的原因不盡相同。
①熱應(yīng)力熱應(yīng)力是由于鑄件不同的幾何形狀相交處斷面厚薄不均,冷卻不一致引起的。在薄壁處形成壓應(yīng)力,導(dǎo)致在鑄件中殘留應(yīng)力。
②相變應(yīng)力相變應(yīng)力是由于某些鑄鋁合金在凝固后冷卻過(guò)程中產(chǎn)生相變,隨之帶來(lái)體積尺寸變化。主要是鋁鑄件壁厚不均,不同部位在不同時(shí)間內(nèi)發(fā)生相變所致。
③收縮應(yīng)力鋁鑄件收縮時(shí)受到鑄型、型芯的阻礙而產(chǎn)生拉應(yīng)力所致。這種應(yīng)力是暫時(shí)的,鋁鑄件開(kāi)箱是會(huì)自動(dòng)消失。但開(kāi)箱時(shí)間不當(dāng),則常常會(huì)造成熱裂紋,特別是金屬型澆注的鋁合金往往在這種應(yīng)力作用下容易產(chǎn)生熱裂紋。鑄鋁合金件中的殘留應(yīng)力降低了合金的力學(xué)性能,影響鑄件的加工精度。鋁鑄件中的殘留應(yīng)力可通過(guò)退火處理消除。合金因?qū)嵝院?,冷卻過(guò)程中無(wú)相變,只要鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,鋁鑄件的殘留應(yīng)力一般較小。2100433B
在含有亞穩(wěn)t- ZrO2的陶瓷中,當(dāng)裂紋擴(kuò)展進(jìn)入含有t相晶粒的區(qū)域時(shí),裂紋尖端周?chē)牟糠謙相將在裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng)的作用下,發(fā)生t→m相變,形成一個(gè)相變過(guò)程區(qū)。在過(guò)程區(qū)內(nèi),一方面,由于裂紋擴(kuò)展而產(chǎn)生新的裂紋表面,需要吸收一部分能量;另一方面,相變引起的體積膨脹效應(yīng)也要消耗能量;同時(shí)相變的晶粒由于體積膨脹而對(duì)裂紋產(chǎn)生壓應(yīng)力,阻礙裂紋擴(kuò)展。由此可見(jiàn),應(yīng)力誘導(dǎo)的這種組織轉(zhuǎn)變消耗了外加應(yīng)力,降低了裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子,使得本可以繼續(xù)擴(kuò)展的裂紋因能量消耗造成驅(qū)動(dòng)力減弱而終止擴(kuò)展,從而提高了材料的斷裂韌性。相變發(fā)生后,若要使裂紋繼續(xù)擴(kuò)展,必須提高外加應(yīng)力水平。這樣隨應(yīng)力水平的不斷提高,裂紋會(huì)繼續(xù)向前擴(kuò)展。值得注意的是,在相變作用下,裂紋擴(kuò)展的阻力會(huì)越來(lái)越大,擴(kuò)展越來(lái)越困難。
相變的類型很多,根據(jù)相變的某種屬性的特征可作粗線條的分類:根據(jù)熱力學(xué)函數(shù)可分為一級(jí)相變、二級(jí)相變;根據(jù)對(duì)抗?jié)q落的穩(wěn)定性分為連續(xù)相變、非連續(xù)相變;根據(jù)新相生長(zhǎng)時(shí)的控制環(huán)節(jié),可分為擴(kuò)散控制的相變和界面控制的相變;根據(jù)新相生成時(shí)原子遷移的特點(diǎn),分為有擴(kuò)散相變(散漫移動(dòng)式相變)、無(wú)擴(kuò)散相變(行列移動(dòng)式相變)等。還有,由傳質(zhì)控制的相變,或由傳熱控制的相變(凝固)等。當(dāng)然,有些相變不是這樣截然劃分所能概括的。礦物學(xué)家和陶瓷材料科學(xué)家在傳統(tǒng)上將相變分為重構(gòu)型相變和位移型相變,前者指相變時(shí)將原有的化學(xué)鍵拆開(kāi)重新結(jié)合成新鍵而構(gòu)成新晶體,后者則指相變時(shí)僅涉及結(jié)合鍵的長(zhǎng)度和夾角大小的改變 。2100433B