钛合金管板结构焊接残余应力及力学性能分析
发布时间：2021-01-20 19:04
在航空航天愈发显得重要的国际背景下,各个国家对航空航天的重视程度也日益剧增。航空航天技术不仅是国家科技水平的象征,更对国防建设有着重要意义。Tc4钛合金作为航空航天领域应用广泛的材料,其结构的连接工艺对于航天器的结构强度和使用寿命有着重要影响。焊接作为重要加工制造工艺带来的焊后残余应力是不可回避的问题,因此对残余应力的产生及消除研究也越来越得到广泛重视。本文应用大型有限元软件ANSYS对tc4钛合金管板结构的焊接过程和焊后处理进行了仿真计算。在阐述焊接力学基本原理的基础上建立了管板焊接模型,利用双椭球热源模型和生死单元技术计算得到了热源移动状态下焊接过程中温度场的分布与变化情况。通过顺序耦合的方式以温度场结果为加载条件,进而得到应力场的计算结果。并与结合参考文献与试验结果进行比较验证了算法可行性。焊后处理方面本文选取深冷时效与超声冲击两种工况进行模拟计算,得到焊后处理的残余应力场分布变化情况。并对模型上沿特定路径的残余应力进行了分析比对。计算结果中可看出深冷处理和超声处理均能有效降低焊接残余应力,焊缝中心处的残余应力峰值均得到了降低。其中超声冲击在降低残余应力峰值的情况下还能改善应力的...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“天宫一号”航天站
第 1 章 绪论1.1 研究背景及意义进入 21 世纪，各发达国家对于航天科技这一领域投入了大量精力，在此领域上开展了激烈的科技较量。航天技术对于增强国家的综合国力，带动经济发展，保障国家安全，在高科技技术领域比拼中具有非常重要的意义。航天技术展现了一个国家的综合国力，也是一个国家在现代化国防建设中一股不容忽视的力量[1]。航空航天技术浓缩了国家在各个科技领域的尖端成果，有着极高的准入门槛。它既是一个国家在现代科学技术领域最有力的体现，同时对各个方面提出了更为苛刻的要求，进而促进和推动了整体科技水平的进步与发展。航天技术极大的反映出一个国家在工业领域的成熟度及科技领域的发展水平。
本定律递的一种基本方式，主要表现为温度在物体间的态材料内传播。其次也有一部分是焊件表面与周间有传热介质存在，其之间便会产生热传递。热一致。材料种类不同带来的的导热能力也不尽相理量就是热导率κ （ 1 1W m K）。念于 1822 年提出，成为传热学的最基础的理论的文字表述：在。热传。递现象中，单。位时间内通。过截。面。方向上。的温。度变化。率和截。面面积，而。热流温度降。低方。向。相同[42]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]声振环境下航天器结构应力时程分析[J]. 游进,赖松柏,方杰. 载人航天. 2017(05)
[2]超声冲击消除高强钢焊接残余应力的数值模拟研究[J]. 李良碧,万正权. 船舶力学. 2016(11)
[3]TC4钛合金薄板多束流电子束焊接变形控制研究[J]. 马梁,刘方军,张伟,许海鹰. 航空科学技术. 2015(11)
[4]浅谈航空航天中的铝合金焊接工艺[J]. 方连军,阚田田,刘晓娟,高献娟. 科技创新与应用. 2015(17)
[5]载人航天器结构工艺瓶颈及对策[J]. 赵长喜. 航天器环境工程. 2011(06)
[6]贯穿件环焊缝多道焊温度场数值模拟[J]. 杜秀丽,李鸿. 测试技术学报. 2010(03)
[7]数值模拟技术在焊接中的应用[J]. 曾志,王立君. 航空制造技术. 2008(08)
[8]硬质合金深冷处理[J]. 张平,吴恩熙. 硬质合金. 2007(02)
[9]超声冲击法提高焊接接头疲劳强度的机理分析[J]. 王东坡,周达. 天津大学学报. 2007(05)
[10]ANSYS软件中耦合场分析方法及应用[J]. 王永新. 云南水力发电. 2006(04)
博士论文
[1]多焊缝管板结构焊接工艺与残余应力分析[D]. 宋以国.哈尔滨工程大学 2013
[2]空间热循环下承载铝合金焊接接头损伤机理与数值模型[D]. 金成.哈尔滨工业大学 2008
[3]穿孔等离子弧焊接温度场的有限元分析[D]. 胡庆贤.山东大学 2007
[4]基于固有应变的船体分段焊接变形预测[D]. 李鸿.哈尔滨工程大学 2006
硕士论文
[1]热处理对TC4钛合金组织、性能的影响及残余应力消除方法的研究[D]. 谭玉全.重庆大学 2016
[2]航天器球形高压气瓶焊接强度分析[D]. 毛璐瑶.哈尔滨工程大学 2014
[3]深冷处理对TC4钛合金电子束焊接接头应力和力学性能影响研究[D]. 曾庆继.天津大学 2014
[4]管板多道焊焊接接头数值模拟及实验分析[D]. 郑永.哈尔滨工程大学 2013
[5]波纹管式高温流量调节阀热力学特性的研究[D]. 宋凯.哈尔滨工业大学 2010
[6]GJ钢焊接方管截面残余应力的测定和分析[D]. 康少波.重庆大学 2010
[7]Ti3AlC2陶瓷与Cu（Mg）合金的电弧焊接研究[D]. 范奇.北京交通大学 2009
[8]超声冲击对焊接残余应力影响的数值模拟[D]. 李铁生.哈尔滨工业大学 2009
[9]空间热循环及原子氧对铝合金焊接接头性能的影响[D]. 赵秀芝.哈尔滨工业大学 2009
[10]飞行器金属热防护系统隔热毡受热分析[D]. 高东岳.哈尔滨工程大学 2009
本文编号：2989605
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“天宫一号”航天站
第 1 章 绪论1.1 研究背景及意义进入 21 世纪，各发达国家对于航天科技这一领域投入了大量精力，在此领域上开展了激烈的科技较量。航天技术对于增强国家的综合国力，带动经济发展，保障国家安全，在高科技技术领域比拼中具有非常重要的意义。航天技术展现了一个国家的综合国力，也是一个国家在现代化国防建设中一股不容忽视的力量[1]。航空航天技术浓缩了国家在各个科技领域的尖端成果，有着极高的准入门槛。它既是一个国家在现代科学技术领域最有力的体现，同时对各个方面提出了更为苛刻的要求，进而促进和推动了整体科技水平的进步与发展。航天技术极大的反映出一个国家在工业领域的成熟度及科技领域的发展水平。
本定律递的一种基本方式，主要表现为温度在物体间的态材料内传播。其次也有一部分是焊件表面与周间有传热介质存在，其之间便会产生热传递。热一致。材料种类不同带来的的导热能力也不尽相理量就是热导率κ （ 1 1W m K）。念于 1822 年提出，成为传热学的最基础的理论的文字表述：在。热传。递现象中，单。位时间内通。过截。面。方向上。的温。度变化。率和截。面面积，而。热流温度降。低方。向。相同[42]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]声振环境下航天器结构应力时程分析[J]. 游进,赖松柏,方杰. 载人航天. 2017(05)
[2]超声冲击消除高强钢焊接残余应力的数值模拟研究[J]. 李良碧,万正权. 船舶力学. 2016(11)
[3]TC4钛合金薄板多束流电子束焊接变形控制研究[J]. 马梁,刘方军,张伟,许海鹰. 航空科学技术. 2015(11)
[4]浅谈航空航天中的铝合金焊接工艺[J]. 方连军,阚田田,刘晓娟,高献娟. 科技创新与应用. 2015(17)
[5]载人航天器结构工艺瓶颈及对策[J]. 赵长喜. 航天器环境工程. 2011(06)
[6]贯穿件环焊缝多道焊温度场数值模拟[J]. 杜秀丽,李鸿. 测试技术学报. 2010(03)
[7]数值模拟技术在焊接中的应用[J]. 曾志,王立君. 航空制造技术. 2008(08)
[8]硬质合金深冷处理[J]. 张平,吴恩熙. 硬质合金. 2007(02)
[9]超声冲击法提高焊接接头疲劳强度的机理分析[J]. 王东坡,周达. 天津大学学报. 2007(05)
[10]ANSYS软件中耦合场分析方法及应用[J]. 王永新. 云南水力发电. 2006(04)
博士论文
[1]多焊缝管板结构焊接工艺与残余应力分析[D]. 宋以国.哈尔滨工程大学 2013
[2]空间热循环下承载铝合金焊接接头损伤机理与数值模型[D]. 金成.哈尔滨工业大学 2008
[3]穿孔等离子弧焊接温度场的有限元分析[D]. 胡庆贤.山东大学 2007
[4]基于固有应变的船体分段焊接变形预测[D]. 李鸿.哈尔滨工程大学 2006
硕士论文
[1]热处理对TC4钛合金组织、性能的影响及残余应力消除方法的研究[D]. 谭玉全.重庆大学 2016
[2]航天器球形高压气瓶焊接强度分析[D]. 毛璐瑶.哈尔滨工程大学 2014
[3]深冷处理对TC4钛合金电子束焊接接头应力和力学性能影响研究[D]. 曾庆继.天津大学 2014
[4]管板多道焊焊接接头数值模拟及实验分析[D]. 郑永.哈尔滨工程大学 2013
[5]波纹管式高温流量调节阀热力学特性的研究[D]. 宋凯.哈尔滨工业大学 2010
[6]GJ钢焊接方管截面残余应力的测定和分析[D]. 康少波.重庆大学 2010
[7]Ti3AlC2陶瓷与Cu（Mg）合金的电弧焊接研究[D]. 范奇.北京交通大学 2009
[8]超声冲击对焊接残余应力影响的数值模拟[D]. 李铁生.哈尔滨工业大学 2009
[9]空间热循环及原子氧对铝合金焊接接头性能的影响[D]. 赵秀芝.哈尔滨工业大学 2009
[10]飞行器金属热防护系统隔热毡受热分析[D]. 高东岳.哈尔滨工程大学 2009
本文编号：2989605
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